DE3025391C2

DE3025391C2 -

Info

Publication number: DE3025391C2
Application number: DE3025391A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Phys. Dr. 6000 Frankfurt De Beuter
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1987-12-10
Also published as: DE3025391A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von akustischen Schwingungen in festen, flüssigen oder gasförmigen Medien, bei dem die zu unterdrückende Schwingung mit einer Kompensationsschwingung überlagert, die resultierende Schwingung mit einem Sollwert verglichen und aus dem Vergleich die Kompensationsschwingung erzeugt wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem Schwingungsaufnehmer und einer Regeleinrichtung, die einen Schwingungsgeber für die Kompensationsschwingung steuert.The invention relates to a method for suppressing acoustic vibrations in solid, liquid or gaseous media in which the vibration to be suppressed overlaid with a compensation vibration, the resulting Vibration compared with a setpoint and the compensation oscillation is generated from the comparison becomes. The invention also relates to a Device for performing this method with a Vibration sensor and a control device, the one Vibration transmitter for the compensation vibration controls.

Akustische Störschwingungen, z. B. in Form von Lärm, können erhebliche Belastungen für die Gesundheit der betroffenen Menschen darstellen. Deshalb ist es erforderlich, die Schwingungen am Entstehungsort, auf dem Ausbreitungsweg oder an der gefährdeten Stelle zu reduzieren. Solche Schwingungen haben nur selten einen harmonischen Verlauf und ihre Einfallsrichtung ist häufig unbekannt oder kann wechseln.Acoustic interference vibrations, e.g. B. in the form of noise significant health impacts Represent people. That is why it is necessary that Vibrations at the point of origin, on the propagation path or reduce at the endangered area. Such vibrations rarely have a harmonious course and theirs Direction of incidence is often unknown or can change.

Die Sprachkommunikation oder die Verständlichkeit von anderen akustischen Signalen kann durch unerwünschte Lärmstörungen aus der Umgebung erschwert oder unmöglich gemacht werden. Dieses Problem ist sehr verbreitet in Bereichen, wo sogenannte Hör-Sprachgarnituren, zum Beispiel in Fahrzeugen oder Leitständen, verwendet werden. In derartigen Fällen kommt es nicht nur darauf an, die Störgeräusche von außen zu mindern, sondern gleichzeitig eine sichere Übertragung des elektrisch übertragenen Nutzsignals zum Ohr sicherzustellen. Dies könnte durch Erhöhung des Nutzsignals geschehen. Eine derartige Lösung ist aber nicht geeignet, weil damit das Störsignal übertönt und damit ein unerwünschter oder gar unzulässiger weil gesundheitsschädlicher Geräuschpegel am Ohr erzeugt würde. Das Problem betrifft weite Teile des Arbeitsbereiches, insbesondere auf Schiffen, Flugzeugen, Fahrzeugen, Prüfständen und allgemein in lärmbelasteten Zonen.The voice communication or the intelligibility of other acoustic signals can be caused by unwanted Noise disturbances from the environment made difficult or impossible will. This problem is very common in areas where so-called hearing-speech sets, for example in Vehicles or control centers. In such Cases it is not just a matter of background noise from the outside, but at the same time a safe one Transmission of the electrically transmitted useful signal to Ensure ear. This could be done by increasing the Useful signal happen. Such a solution is not suitable because it drowns out the interference signal and thus an undesirable or even inadmissible because it is harmful to health Noise level at the ear would be generated. The Problem affects large parts of the work area, especially on ships, airplanes, vehicles, Test benches and generally in noisy areas.

Die Schallabstrahlung von Maschinen, Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen und anderen Geräuscherzeugern enthält häufig unerwünschte Komponenten und macht damit die Quelle auffällig. Derartige Signaturen sollen aus Gründen der Lästigkeit, Entdeckbarkeit oder anderen Gründen vermieden werden. Dies läßt sich durch konstruktive und allgemeine Schallschutzmaßnahmen häufig nicht ausreichend durchführen, so daß eine aktive Beeinflussung der Schallausbreitung in kritischen Komponenten und die Beeinflussung der Abstrahlung zu wünschen wäre.The sound radiation from machines, vehicles, Airplanes, ships and other sound generators often unwanted components, making it the source striking. Such signatures are intended for the sake of Annoyance, discoverability or other reasons avoided will. This can be done through constructive and general Often not adequately implementing sound insulation measures, so that an active influence on the sound propagation in critical components and influencing the radiation would be desirable.

Sensoren, zum Beispiel Mikrophone, die Lärm ausgesetzt sind, sollen möglichst wenig Störgeräusche erfassen, dabei aber gleichzeit die erwünschten Nutzsignale, die auf einem anderen Weg ankommen, aufnehmen. Auch hier wäre eine Minderung des Störschalls bei gleichzeitiger Übertragung des Nutzsignals erwünscht.Sensors, for example microphones, that are exposed to noise are to record as little noise as possible but at the same time the desired useful signals that are on arrive another way, record. Here too would be one Reduction of background noise with simultaneous transmission of the wanted signal desired.

Die meisten gebräuchlichen Verfahren und Vorrichtungen zur lokalen Minderung bzw. Unterdrückung von akustischen Schwingungen arbeiten allein mit passiven Maßnahmen, bei denen keine zusätzliche Energiequelle vorhanden ist. Es wurden jedoch auch aktive Verfahren vorgeschlagen, bei denen durch Einkopplung von geeigneten akustischen Signalen die einfallende Störschallwelle kompensiert wird. Aus der US-PS 29 83 790 ist ein elektronischer Schallabsorber bekannt, der nach diesem Prinzip aufgebaut ist. Ferner wird in der DE-OS 24 01 523 eine Einrichtung zur aktiven Minderung von Schall am menschlichen Gehör beschrieben, mit der die praktischen Schwierigkeiten in vorhandenen aktiven Systemen gelöst und der geringe Tragekomfort passiver Gehörschützer verbessert werden sollen. Bei dieser Vorrichtung wird Störschall mit einem Mikrophon aufgenommen und um 180° phasenverschoben am Gehöreingang wiedergegeben.Most common methods and devices for local reduction or suppression of acoustic Vibrations work with passive measures alone who have no additional energy source. It however, active procedures have also been proposed at by coupling suitable acoustic signals the incident noise wave is compensated. Out the US-PS 29 83 790 is an electronic sound absorber known, which is built on this principle. Further is a device for active in DE-OS 24 01 523 Described the reduction of sound in the human ear, with the practical difficulties in existing active systems and the low wearing comfort passive hearing protectors should be improved. At this device is noise with a microphone recorded and 180 ° out of phase at the hearing entrance reproduced.

Nach dem diesen aktiven Einrichtungen zugrunde liegenden Prinzip wird die zu unterdrückende Störschwingung erfaßt und das geeignete Kompensationssignal erzeugt. Danach kann jedoch ein breitbandiges und unabhängig von der Schalleinfallsrichtung wirksames Schallschutzmittel nicht realisiert werden, weil die erforderliche Bewertungseinrichtung für bestimmte Einfallsrichtungen ein nichtkausales Verhalten aufweisen müßte. Auch einer näherungsweisen Verwirklichung stehen technische Probleme entgegen, weil beim Bau der Bewertungseinrichtung die richtungsabhängige komplexe Übertragungsfunktion des Gesamtsystems berücksichtigt werden muß. Die bekannten Einrichtungen sind wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Ortsveränderungen für Personen, die sich bewegen, als persönliches Schallschutzmittel nicht anwendbar. According to the basis of these active facilities In principle, the interference vibration to be suppressed is detected and generates the appropriate compensation signal. After that you can however a broadband and regardless of the direction of sound effective soundproofing agent not realized because the necessary assessment facility for certain directions of incidence a non-causal behavior should have. Also an approximate realization there are technical problems because when building the Assessment facility the directional complex Transfer function of the overall system are taken into account got to. The known facilities are because of their Sensitivity to changes in location for people who not move as a personal soundproofing device applicable.

Die auf Auslöschung durch gegenläufige Schallwellen beruhende Minderung des Störschalls, der von außen oder über einen sonstigen Übertragungsweg kommt, wird bei den bekannten Einrichtungen zwar zum Teil erreicht, jedoch ist keine Lösung bekannt, bei der eine erwünschte Geräuschkomponente oder ein Nutzsignal, das auf einem anderen Weg, zum Beispiel elektrisch eingespeist wird, mit derselben Einrichtung gleichzeitig zum Ohr übertragen oder gar verstärkt wird. Die bekannten Einrichtungen stellen nämlich Anforderungen an den Signaltyp, zum Beispiel hinsichtlich teilweiser Stationarität, Periodizität, Einfallsrichtung und Eigenschaften des Raums, die durch Testsignale erfaßt werden müssen, so daß die gleichzeitige Schwächung der Störsignale bei ungeschwächter oder sogar verbesserter Übertragung der Nutzsignale nicht möglich ist. Damit können die beschriebenen Probleme bei Hör-Sprechgarnituren, Maschinen, Geräuscherzeugern und bei Sensoren nicht gelöst werden. (Vgl. z. B. die DE-OS 27 21 754 oder 27 12 534).The one based on cancellation by opposing sound waves Reduction of noise from outside or above another transmission path comes with the known facilities achieved in part, however no solution is known in which a desired noise component or a useful signal that is in a different way, for example, is fed in electrically, with the same Device transferred to the ear at the same time or even is reinforced. The known facilities provide namely Signal type requirements, for example regarding partial stationarity, periodicity, direction of incidence and properties of the room as detected by test signals must be so that the simultaneous weakening of the Interference signals in the case of unimpaired or even improved Transmission of the useful signals is not possible. So that can the described problems with headsets, Machines, noise generators and sensors not resolved will. (See, for example, DE-OS 27 21 754 or 27 12 534).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit denen es möglich ist, störungsfrei ankommende Nutzsignale trotz am Empfangsort vorhandener Störgeräusche zu selektierenThe invention is therefore based on the object of a method and to propose a device of the type mentioned at the beginning, with which it is possible useful signals arriving without interference despite select interference noises present at the receiving location

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert ein zeitlich schwankendes Nutzsignal darstellt und die resultierende Schwingung mittels eines linearen Filters gewichtet und fortlaufend durch Differenzbildung mit dem Sollwert verglichen wird.To solve this problem is the invention Method characterized in that the setpoint is a temporal represents fluctuating useful signal and the resulting vibration weighted and continuous using a linear filter compared with the target value by forming the difference becomes.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung aus einem elektronischen Netzwerk mit Rückführungszweig, Substrahierer und Vorwärtszweig vorgesehen ist und daß ein Sollwert als ein zeitlich schwankendes Nutzsignal in den Substrahierer eingebbar ist, der sich zwischen dem Rückführungszweig und dem Vorwärtszweig befindet.The device according to the invention is for solving this Task characterized in that a control device from an electronic network with a feedback branch, Sub-emitter and forward branch is provided and that a Setpoint as a time-varying useful signal in the Sub-emitter can be entered, which is between the Feedback branch and the forward branch.

Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip wird die aus der Kompensation der Störschwingung resultierende Schwingung ständig mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und entsprechend korrigiert. Daraus geht hervor, daß die Kompensation nicht direkt aus der Erfassung der Störschwingung vorgenommen wird, sondern die durch die Kompensation resultierende Schwingung wird direkt kontrolliert und eventuelle Abweichungen vom Sollwert werden in entsprechende Kompensationssignale umgesetzt. Die zur Kompensation erforderlichen Signalwandler werden vorzugsweise nahe am Einwirkungsort angebracht. Unter Einwirkungsort wird die Stelle verstanden, wo die Störschwingungen unterdrückt werden sollen, z. B. am Ohreingang oder bei Flüssigkeitsschall bzw. Rohrwellen an der geeigneten Stelle in der Flüssigkeit bzw. am Rohr. Weil der Sollwert ein zeitlich schwankendes Nutzsignal als Führungsgröße darstellt, können Nutzsignale, wie Sprache oder Warnungen, eingekoppelt werden.According to the principle of the invention, the compensation the vibration resulting from the interfering vibration constantly compared with a predetermined target value and accordingly corrected. It follows that the compensation is not made directly from the detection of the interference vibration but the result of the compensation Vibration is checked directly and any deviations from the setpoint are converted into corresponding compensation signals implemented. The ones required for compensation Signal converters are preferably close to the point of action appropriate. The place of action is understood to mean the place where the interference vibrations are to be suppressed, e.g. B. at the ear entrance or with liquid sound or Pipe shafts at the appropriate point in the liquid or on the pipe. Because the setpoint is a time-varying useful signal as a reference variable, useful signals, such as speech or warnings.

Der fortlaufende Vergleich durch die Differenzbildung mit dem Sollwert ermöglicht die ständige Einkoppelung des Nutzsignals bei gleichzeitiger Unterdrückung des Störsignals ohne einschränkende Bedingungen an die Art der Signale. Damit kann der Vorteil des ständigen Vergleichs für schnell und unvorhersagbar veränderliche Signale wie Sprache, Knalle oder Geräusche von beliebigen Quellen genutzt werden. Wesentlich für die Nützlichkeit des Verfahrens ist, daß Stör- und Nutzsignal auf verschiedenen Wegen übertragen werden.The continuous comparison by forming the difference with the setpoint enables the constant coupling of the Useful signal with simultaneous suppression of the interference signal without restricting the type of signals. So the advantage of constant comparison for quickly and unpredictably changing signals like Speech, bangs or noises from any source be used. Essential for the usefulness of the The procedure is that interference and useful signal on different Because of being transferred.

Damit ist für die Erzielung der gewünschten Wirkung kein Abwarten wiederkehrender oder bekannter Signalabschnitte erforderlich, es sind als Nutzsignal beliebige Geräusche oder elektronisch übertragene Signale einkoppelbar und durch den fortlaufenden Vergleich ist eine unmittelbare Kontrolle des Erfolgs möglich. Die unterschiedlichen Übertragungswege für Nutz- und Störsignal erlauben die getrennte Optimierung der Übertragungsfunktion bei voller Unabhängigkeit von den Signaltypen.So there is none for achieving the desired effect Wait for recurring or known signal sections required, there are any noises as the useful signal or electronically transmitted signals and through the ongoing comparison is an immediate one Control of success possible. The different Transmission paths for useful and interference signals allow the separate optimization of the transfer function at full Independence from the signal types.

Kommunikationssignale wie Sprache, Warnungen, Anweisungen, Führungsinformation oder Unterhaltung können so ungestört übertragen werden bei gleichzeitiger Zusatzminderung des Störschalls durch Interferenz mit dem kompensierenden Schallsignal.Communication signals such as voice, warnings, instructions, Management information or entertainment can thus be undisturbed are transferred with additional reduction of the Noise caused by interference with the compensating Sound signal.

Das erfindungsgemäße Prinzip ermöglicht die Veränderung der weitergeleiteten oder abgestrahlten Signatur von Schallquellen und damit die Vermeidung kritischer Signaltypen durch Einfügen von Signalkomponenten und die Veränderung der Relation von Signaturparametern. Damit fallen die Geräuschquellen weniger auf und können schlechter entdeckt werden. The principle according to the invention enables the change the forwarded or emitted signature of Sound sources and thus the avoidance of critical signal types by inserting signal components and the Change the relation of signature parameters. Fall with it the noise sources are less and can be worse to be discovered.

Mit dem erfindungsgemäßen Prinzip kann die Richtcharakteristik des abgestrahlten Schallfeldes beeinflußt und zum Beispiel auf unkritische oder mit Absorbermaterial belegte Bereiche gelenkt werden.With the principle of the invention, the directional characteristic of the emitted sound field and for example on non-critical or with absorber material occupied areas are controlled.

Die Störschallminderung in Verbindung mit der Übertragung von Nutzsignalen erlaubt geringere Lautstärken des Nutzsignals und trägt damit zur Gehörschonung bei. Die geringe Auffälligkeit von Geräuschquellen macht sie weniger lästig und kann sie vor Entdeckung schützen. Noise reduction in connection with the transmission of useful signals allows lower volume of the Useful signal and thus contributes to hearing protection. The minor Noticeable noise sources make them less annoying and can protect them from discovery.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere mit Vorrichtungen für persönlichen Schallschutz und bei eindimensionalen Anordnungen, wie Rohren oder Stäben, durchführen. Die erfindungsgemäßen Anordnungen haben den Vorteil, daß sie häufig in Frequenzbereichen besonders wirksam sind, wo bekannte Minderungsmaßnahmen nicht anwendbar sind oder nicht ausreichen. So nimmt z. B. bei Gehörschutzkapseln die Schalldämmung zu niedrigeren Frequenzen hin (etwa 500 Hz) stark ab. Dort ist jedoch das erfindungsgemäße persönliche Schallschutzmittel besonders wirkungsvoll. Das erfindungsgemäße Verfahren, das auf dem Prinzip einer geregelten Interferenz beruht, zeigt auch bei eindimensionalen Anordnungen, wie Rohren oder Stäben, die häufig erwünschte Eigenschaft, aus einer Richtung einfallende Wellen zu reflektieren und damit die weitere Ausbreitung zu verhindern. Hier hat die aktive Schwingungsminderung gegenüber passiven Maßnahmen den Vorteil, daß das Minderungsmaß nicht von den Materialeigenschaften, wie Dichte, Masse, Elastizität oder Massenverteilung, abhängt. Die erfindungsgemäße geregelte Interferenz bietet den in der technischen Anwendung weiteren wichtigen Vorteil, daß sie verhältnismäßig unempfindlich gegen Parameterveränderungen ist. Kleine Veränderungen in der Beschaffenheit von Komponenten des Regelkreises oder der Ausbreitungsbedingungen beeinträchtigen die Wirksamkeit der Schwingungskompensation nicht wesentlich. Dagegen werden in den bekannten aktiven Verfahren die Abweichungen vom Sollwert der Schwingung am Einwirkungsort nicht ausgewertet, so daß dort Veränderungen im Übertragungsweg die erwünschte Kompensationswirkung beeinträchtigen können.The method according to the invention can be used in particular with Devices for personal sound insulation and at perform one-dimensional arrangements, such as pipes or rods. The arrangements according to the invention have the advantage that they are often particularly effective in frequency ranges, where known reduction measures are not applicable or not suffice. So z. B. in hearing protection capsules Sound insulation at lower frequencies (about 500 Hz) sharply. There, however, is the personal one according to the invention Soundproofing agents are particularly effective. The invention Procedure based on the principle of a regulated Interference based, shows even with one-dimensional arrangements, like pipes or rods, the often desired property, to reflect incoming waves from one direction and thus prevent further spread. Here has active vibration reduction compared to passive ones Measures the advantage that the reduction measure is not of the Material properties such as density, mass, elasticity or Mass distribution depends. The regulated according to the invention Interference offers the others in technical application important advantage that they are relatively insensitive against parameter changes. Small changes in the nature of components of the control loop or the propagation conditions affect the Effectiveness of the vibration compensation is not essential. In contrast, the deviations in the known active methods not from the target value of the vibration at the point of action evaluated so that there are changes in the transmission path can impair the desired compensation effect.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. In the following, the invention is based on only one Execution path illustrating drawings explained in more detail.

Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und die Verknüpfung der Komponenten zur Erzeugung der geregelten Interferenz; Fig. 1 shows a basic arrangement for performing the method, and the linking of the components for generating the controlled interference;

Fig. 2 eine Gehörschutzkapsel; Fig. 2 shows a hearing protection capsule;

Fig. 3 zwei mögliche Ausführungsformen für frequenzgangbestimmende Schaltungen in einer Regelungseinrichtung; FIG. 3 shows two possible embodiments for frequency response-determining circuits in a control device;

Fig. 4 eine Realisierung des Verfahrens zur Minderung von Flüssigkeitsschall in Rohren und Fig. 4 shows an implementation of the method for reducing liquid noise in pipes and

Fig. 5 eine Realisierung des Verfahrens zur Minderung von Rohrwellen. Fig. 5 is a realization of the method to reduce tube waves.

In der Anordnung gemäß Fig. 1 wird mit einem Signalwandler bzw. Schwingungsaufnehmer 1, der je nach Anwendungsgebiet ein Mikrophon, Hydrophon, Körperschallwandler und dergleichen sein kann, der Schwingungsverlauf am Einwirkungsort, der die Summe aus der einfallenden störenden Schwingung 2 und der vom Schwingungsgeber 3 erzeugten kompensierenden Schwingung 4 darstellt, in ein elektrisches Signal gewandelt. Das Signal des Schwingungsaufnehmers 1 wird in einer elektronischen Regelungseinrichtung 5 weiterverarbeitet. Die Regelungseinrichtung besteht aus einem Rückführungsteil 6, einer Differenzstufe 7, wo die Abweichung von dem Sollwert 8 ermittelt wird, und einem Reglernetzwerk 9, von dem der Schwingungsgeber 3 angesteuert wird. Bezeichnen V (kompensierende Schwingung), W (störende Schwingung), X (resultierende Schwingung) und Y (Sollwert) die Fouriertransformierten der entsprechenden zeitlichen Signalverläufe, A den komplexen Frequenzgang vom Einwirkungsort bis zur Differenzstufe (Vorwärtszweig), B den komplexen Frequenzgang von der Differenzstufe bis zum Einwirkungsort (Rückführungszweig), dann gilt:In the arrangement according to FIG. 1, with a signal converter or vibration sensor 1, which, depending on the field of application, can be a microphone, hydrophone, structure-borne sound converter and the like, the course of the oscillation at the point of action, which is the sum of the incident disturbing oscillation 2 and that of the oscillator 3 generated compensating vibration 4 , converted into an electrical signal. The signal of the vibration sensor 1 is further processed in an electronic control device 5 . The control device consists of a feedback section 6, a differential stage 7, where the deviation from the setpoint 8 is determined, and a controller network 9, from which the vibration generator 3 is controlled. Designate V (compensating oscillation), W (disturbing oscillation), X (resulting oscillation) and Y (setpoint) the Fourier transforms of the corresponding temporal signal curves, A the complex frequency response from the point of action to the differential stage (forward branch), B the complex frequency response from the differential stage to the point of action (return branch), then:

X = V + W X = V + W

Die Anordnung der Komponenten erzeugt im Fall von linearer zeitinvarianter Filterung das resultierende SignalThe arrangement of the components creates in In the case of linear time invariant filtering the resulting signal

Wenn der Betrag |1 + AB| größer als 1 ist, wird die störende Schwingung W gemindert. Der Frequenzbereich und das Minderungsmaß sind durch die geometrische Anordnung der Wandler und die Übertragungsfunktionen des Vorwärtszweiges A und des Rückführungszweiges B bestimmt.If the amount | 1 + AB | is larger than 1, the disturbing vibration W is reduced. The frequency range and the degree of reduction are determined by the geometric arrangement of the transducers and the transfer functions of the forward branch A and the feedback branch B.

Ein persönliches Schallschutzmittel wird in Fig. 2 schematisch wiedergegeben. Es besteht aus einer Gehörschutzkapsel 10, innerhalb welcher nahe am Gehörgang 11 der Schwingungsaufnehmer 1 und der Schwingungsgeber 3 angebracht sind. Als Schwingungsgeber 3 wird z. B. ein Kopfhörersystem und als Schwingungsaufnehmer 1 ein Miniaturelektretmikrophon verwendet. Das Mikrophon wird vorzugsweise vor der Membran des Kopfhörers zentral angebracht. Der unmittelbar am Ohreingang 11 eintreffende Schall wird von dem Mikrophon 1 in ein elektrisches Signal gewandelt und der Reglerelektronik 5 zugeführt, die den Kopfhöhrer 3 so steuert, daß der vom Mikrophon registrierte Schalldruckpegel minimal wird. Die Schallwandler 1 und 3 können entweder offen getragen oder innerhalb der Gehörschutzkapsel 10 untergebracht werden. Die Nutzsignale werden am Eingang 8 eingekoppelt.A personal soundproofing device is shown schematically in FIG. 2. It consists of a hearing protection capsule 10, within which the vibration sensor 1 and the vibration transmitter 3 are attached close to the ear canal 11 . As a vibrator 3 z. B. a headphone system and used as a vibration sensor 1, a miniature electret microphone. The microphone is preferably attached centrally in front of the headphone membrane. The sound arriving directly at the ear input 11 is converted by the microphone 1 into an electrical signal and fed to the control electronics 5 , which controls the headphones 3 in such a way that the sound pressure level registered by the microphone becomes minimal. The sound transducers 1 and 3 can either be worn open or housed within the hearing protection capsule 10 . The useful signals are injected at input 8 .

In Fig. 3 sind die frequenzgangbestimmenden Schaltungen im Vorwärtszweig I und Rückführungszweig II dargestellt. Die Schleifenverstärkung der Gesamtanordnung wird so hoch eingestellt, daß sie noch unterhalb der Stabilitätsgrenze liegt. In offener Ausführung, also ohne passiven Kapselgehörschützer, wird mit dieser Anordnung im Frequenzbereich zwischen 80 Hz und 800 Hz eine Minderung aller einfallenden Geräusche erzielt, die im günstigsten Bereich (100 bis 400 Hz) etwa 10 dB beträgt. Neben den dargestellten frequenzgangbestimmenden Schaltungen gibt es auch andere Möglichkeiten, die sich bezüglich des maximal erreichbaren Minderungsmaßes und des minderungswirksamen Frequenzbereichs unterscheiden.In Fig. 3, the frequency response determining circuits in the forward branch I and feedback branch II are shown. The loop gain of the overall arrangement is set so high that it is still below the stability limit. In an open version, i.e. without passive earmuffs, this arrangement reduces all incoming noise in the frequency range between 80 Hz and 800 Hz, which is about 10 dB in the cheapest range (100 to 400 Hz). In addition to the illustrated frequency response determining circuits, there are also other possibilities which differ with regard to the maximum achievable reduction measure and the reduction effective frequency range.

Da sich nach Gleichung I die Führungsgrößenübertragungsfunktion (A/[1 + AB]) und die Störungsübertragungsfunktion (1/[1 + AB]) unterscheiden, lassen sich durch geeignete Verteilung der frequenzgangbestimmenden Komponenten auf den Vorwärts- und Rückführungszweig die Übertragungseigenschaften für Nutzsignale als Sollwert und für den Lärm als Störgröße weitgehend unabhängig voneinander optimieren.Since the reference variable transfer function ( A / [1 + AB ]) and the disturbance transfer function (1 / [1 + AB ]) differ according to equation I, the transmission properties for useful signals can be used as a setpoint by suitable distribution of the components determining the frequency response on the forward and feedback branches and optimize it largely independently of each other for noise as a disturbance variable.

In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird eine Einrichtung zur Minderung von Flüssigkeitsschall in Rohren gezeigt. Dabei sind der Schwingungsaufnehmer 1 und Schwingungsgeber 3 in einer Flüssigkeit angebracht, wobei über die Regeleinrichtung 5 mit Sollwerteingang 8 der Schwingungsgeber 3 so gesteuert wird, daß der Schalldruck am Schwingungsaufnehmer 1, der z. B. ein Hydrophon ist, minimal wird. Ein zusätzlicher passiver Schwingungsabsorber 13 dämpft sowohl die einfallende Schwingung als auch die interferierende Welle, so daß die unterhalb des Rohres 14 skizzierte Schalldruckverteilung in der Flüssigkeit entlang des Rohres entsteht.In the embodiment shown in Fig. 4, a device for reducing liquid noise in pipes is shown. The vibration sensor 1 and vibration sensor 3 are mounted in a liquid, the vibration sensor 3 being controlled via the control device 5 with setpoint input 8 so that the sound pressure at the vibration sensor 1, which, for. B. is a hydrophone, is minimal. An additional passive vibration absorber 13 dampens both the incoming vibration and the interfering wave, so that the sound pressure distribution outlined below the tube 14 is created in the liquid along the tube.

Bei der Einrichtung zur Minderung von Rohrwellen gemäß Fig. 5 wird ein Körperschallwandler 1 um das Rohr gelegt und über die Regelungseinrichtung 5 ein ringförmiger Körperschallgeber 3, z. B. piezoelektrisch oder elektrodynamisch, so gesteuert, daß die aus einer Richtung einfallenden Körperschallschwingungen am Ort der Körperschallsonde 1 minimal werden und damit auch der durchgehende Schall reduziert wird.In the device for reducing the tube waves as shown in FIG. 5, a structure-borne noise transducer 1 is placed around the pipe and the control means 5, an annular structural actuator 3, z. B. piezoelectrically or electrodynamically, controlled so that the incident structure-borne sound vibrations at the location of the structure-borne sound probe 1 are minimal and thus the continuous sound is reduced.

Claims

1. A method for suppressing acoustic vibrations in solid, liquid or gaseous media, in which the vibration to be suppressed is superimposed with a compensation vibration, the resulting vibration is compared with a setpoint value and the compensation vibration is generated from the comparison, characterized in that the setpoint value is a represents a time-fluctuating useful signal and the resulting vibration is weighted by means of a linear filter and is continuously compared with the target value by forming the difference.

2. Device for performing the method according to claim 1 with a vibration sensor and a control device which controls a vibration transmitter for the compensation vibration, characterized in that a control device ( 5 ) from an electronic network with feedback branch ( 6 ), sub-emitter ( 7 ) and forward branch ( 9 ) is provided and that a setpoint can be input as a time-fluctuating useful signal in the sub-emitter ( 7 ) which is located between the feedback branch ( 6 ) and the forward branch ( 9 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the forward branch ( 9 ) and feedback branch ( 6 ) frequency-determining circuits are inserted.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the vibration sensor ( 1 ) together with the vibration transmitter ( 3 ) is housed in a hearing protection capsule ( 10 ).

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that ring-shaped structure-borne sound transducers which can be applied to the tube are provided to suppress pipe vibrations as vibration pickups ( 1 ) and vibration transmitters ( 3 ).

6. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that vibration suppressor ( 1 ), for example hydrophones, or vibration transmitter ( 3 ) in the liquid ( 12 ) can be attached to suppress vibrations in liquids.

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that passive vibration absorbers ( 13 ) are additionally provided.