NO301086B1 - Fremgangsmåte og anordning for å beskytte et gitt volum, fortrinnsvis anordnet innenfor et rom, mot stöy fra utsiden - Google Patents

Abstract

For å forbedre et volum (2) anordnet innenfor et rom (3) med hensyn til støysignaler E fra utsiden, gjøres det bruk av en oppstilling av akustiske følere (H) som mottar støyen E og anordnet i en avstand A fra volumet og av en oppstilling av akustiske kilder (15) anordnet i en avstand B som er mindre enn A fra volumet og signaler tilføres disse kilder, idet signalene er summeringer av de doble konvolusjonsprodukter av funksjonen E-(t) med to funksjoner f(t) og gjjC-t) som er direkte utledbare fra de innsamlede impulsresponser, dels på følerene (H) fra pulser som utsendes av kilden (lO) som bæres av en fiktiv bærer (6) som begrenser volumet og dels på følere (12) som er stasjonert på de samme plasser som disse sistnevnte kilder (10), fra pulser utsendt av ovennevnte kilder (15).

Description

Det er ofte ønskelig å beskytte visse volumer med hensyn til støy som frembringes utenfor disse volumer.

De angjeldende volumer er særlig de som beregnes og skal opptas hodet hos et individ, særlig i en sittende eller liggende stilling. Når den ønskede akustiske beskyttelse oppnås, blir det angjeldende individ skjermet fra utenforliggende akustiske ubehag så lenge som vedkommendes hode blir plassert innenfor et slikt volum.

For å sikre slik akustisk beskyttelse, er det allerede blitt foreslått å innføye lydmessig isolerende delvegger mellom de angjeldende volumer og utsiden av sistnevnte.

Den isolasjon som oppnås med slike skillevegger er begrenset, og de fysiske hindringer som frembringes av slike skillevegger er ofte ødeleggende for funksjonen.

Det er også blitt foreslått å utligne visse lyder som mottas av slike volumer ved å tilføre til nevnte volumer "motstøy" med identisk amplitude og motsatt fase av de som nevnte lyder har.

Imidlertid har hittil denne type av utligning, av og til etter synkronisert aktiv dempning, ført til oppmuntrende resultater kun for relativt rene sinuslyder som sendes direkte fra sin kilde til det volum som skal beskyttes.

I særdeleshet har det ikke vært mulig å håndtere korrekt vilkårlig støy på denne måte, og, når volumene ansees å ligge innenfor rom, begrenset sideveis av skillevegger, nede av et gulv og over av et tak, har det hittil neppe vært mulig å styre fenomenet med refleksjon eller etterklang av støy som skal kanselleres på de forskjellige vegger som avgrenser nevnte rom samt på de andre hindringer, slik som møbler som er tilstede i disse rom.

Hensikten med oppfinnelsen er fremfor alt å bøte på samtlige av disse ulemper ved å muliggjøre at et volum som befinner innenfor et rom kan beskyttes med hensyn til støy av hvilken som helst natur som frembringes utenfor dette rom, og særlig fra visse foretrukne retninger som tilsvarer eksempelvis vinduer.

I dette henseende foreslås det en anordning for å beskytte et gitt volummot støy fra utsiden, og der anordningen i henhold til oppfinnelsen, hovedsakelig er kjennetegnet ved at den dels omfatter, anordnet henholdsvis ved to bestemte avstander A og B fra en samme retikulær, fiktiv oppstilling som definerer punkter i anordnet i volumet som skal akustisk beskyttes, en oppstilling av akustiske følere som mottar støysignalene som skal kanselleres Ej(t) og en oppstilling av akustiske kilder, idet avstanden B er mindre enn avstanden A, og dels omfatter en elektronisk krets innført mellom nevnte følere og nevnte kilder og utformet til å beregne, i

A-B

tidsspenn som er mindre enn ——, der v er lydhastigheten i luft, for hvert støysignal Ej(t), et flertall av signaler Sij(t) som respektivt tilføres øyeblikkelig til kildene, idet hvert signal Sjj(t) er lik:

idet dette er en formel der:

hver funksjon fj^(t) er identisk med den resiproke funksjon f^-j(t) som er impulsresponsen, bestemt og registrert på forhånd, tilsvarende den støy som genereres på føleren med indeks j i den ovenstående oppstilling av følere gjennom utsendelsen av en kort akustisk puls fra en kilde som antas stasjonert på punktet i,

og hver funksjon gik(-t) beregnes fra funksjonen <g>ik(<t>) som selv er identisk med den resiproke funksjonen gki(t), som i sin tur er impulsresponsen, bestemt og registrert på forhånd, tilsvarende den støy som genereres på en føler som antas stasjonert på punkt i, fra utsendelsen av en kort

akustisk puls fra kilden med indeks k i den ovenstående oppstilling av kilder.

I foretrukne utførelsesformer gjøres det dessuten bruk av den ene og/eller den andre av de følgende muligheter: deteksjonen av støy E-j(t) som kreves for beregning av signalene S utføres ved å sample med en takt som tilsvarer i alt vesentlig en åttendedel av den korteste periode som kjennetegner lydbølgene som skal behandles, dvs. med hensyn til den høyeste frekvens for det området som velges for følernes følsomhet,

spredningen av frekvenser som følerne er følsomme for befinner seg mellom 10 og 10.000 Hz,

antallet av akustiske elementer som utgjør hver av oppstillingene er lik flere titalls, idet de er særlig av størrelsesorden 50-100, og avstandene som innbyrdes adskiller disse elementer innenfor hver oppstilling er av størrelses-orden en decimeter,

forskjellen mellom avstanden Å og B er av størrelsesorden lik en meter,

hvert signal Sjj(t) er lik:

der formelen hjj£(t) er en funksjon som bestemmes og registreres på forhånd lik:

Oppfinnelsen vedrører også de særlige utformede oppstillinger av akustiske elementer for å utstyre de ovennevnte anordninger, samt fremgangsmåte for å bestemme impulsresponsene fj^-j(t) og gjji("t) som anvendes for beregningen av signalene S.

Denne fremgangsmåte kjennetegnes hovedsakelig, i henhold til oppfinnelsen, ved at det i nærheten av volumet som skal akustisk beskyttes er anordnet, på en slik måte at minst en del av dette volum begrenses, en retikulær oppstilling som definerer et flertall av punkter i på hvilke er stasjonert: - i et første tidsspenn, akustiske kilder, idet responsene fjjCt) da bestemmes i nærheten av de ovenstående permanente følere under utsendelsen av korte akustiske pulser fra nevnte kilder,

og i et andre tidsspenn, akustiske følere, idet responsene gki(t) da bestemmes i nærheten av disse følere under utsendelsen av korte akustiske pulser fra ovenstående permanente kilder.

Innenfor minst en av de to kilde-følersammenstillinger som anvendes i løpet av de respektive to, suksessive "tidsspenn" for prosessene som er definert ovenfor, kan de respektive roller og steder for kildene og følerene ombyttes.

I tilfellet der bruken av funksjonen h-jjj(t) ovenfor forestilles, blir et tidligere trinn med beregning og registrering av denne funksjon h-jjj(t) dessuten foretatt.

Oppfinnelsen omfatter, bortsett fra disse foranstaltninger, visse andre foranstaltninger som fortrinnsvis anvendes samtidig og som vil forstås noe klarere i det etterfølgende.

I det etterfølgende vil en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen bli beskrevet, mens det henvises til den vedlagte tegning, selvfølgelig på en ikke-begrensende måte. Fig. 1 på denne tegning viser meget skjematisk et rom som er utstyrt med en anordning som er egnet for å beskytte et begrenset volum av dette rom mot utenforliggende støy. Fig. 2 er et diagram over den elektroniske kretsen som inngår i denne anordning.

Det foreslås å beskytte et relativt begrenset volum 2 anordnet innenfor et rom 3 begrenset sideveis av skillevegger 4, nede av et gulv og over av et tak, med hensyn til tilfeldig støy E som er vist skjematisk med pilen 1.

Støyen E er eksempelvis slik som har sin opprinnelse fra utsiden av rommet gjennom et åpent eller lukket vindu 5.

Volumet 2 har eksempelvis formen av en kule eller en omdreiningssylinder, hvis diameter er av størrelsesorden 1 meter og hvis sentrale del er beregnet for å opptas av hodet til en person som det er ønskelig å isolere fra støyen E, idet denne person eksempelvis sitter foran en pult eller ligger i en seng.

For å løse det fremsatte problem anvendes det den i og for seg kjente teknikk med aktiv dempning som består, for å beskytte et gitt punkt med hensyn til vanskelig støy, i å skape motstøy ved dette punkt som er motsatt nevnte støy og bestemmes på en slik måte at tilføyelsen av støy til slik støy ved slike punkter frembringer i sistnevnte en resultant støy lik null, dvs. eliminerer nevnte støy.

Utførelsesformene som er blitt foreslått i denne sektor har hittil bare vist seg tilfredsstillende når de to følgende betingelser er tilfredsstilt: beskaffenhet av støyen i form av en ren sinuslyd, slik som den som utsendes av visse motorer eller musikkinstrumenter, eksklusiv og direkte forplantning av nevnte lyd fra dens kilde til punktet som skal beskyttes, uten refleksjon eller etterklang av denne lyd på hindringer, slik som veggene i et rom.

Den foreliggende oppfinnelse foreslår å løse problemet med dempning, eller endog eliminering, av uønsket støy i volumet 2 som angitt ovenfor, idet dette gjøres endog om sådan støy er tilfeldig og reflekteres eller utsettes for etterklang på grunn av veggene 4 i rommet 3.

I dette henseende hl ir det følgende gjennomført.

To "barrierer" eller "oppstillinger" 6 og 8 som hver består av bestemte akustiske elementer, idet sistnevnte holdes adskilt fra hverandre ved hjelp av et stivt rammeverk (henholdsvis 7, 9) som er satt i gitterform med hensyn til lyden, er innført mellom volumet 2 som skal akustisk beskyttes og kilden som gir støy E og med hensyn til hvilken det er ønskelig å sikre nevnte beskyttelse.

Disse to barrierer eller oppstillinger 6 og 8 er adskilt fra hverandre ved hjelp av en middels avstand A.

Den første oppstillingen 6 av disse to oppstillinger definerer et retikulært nettverk, generelt tre-dimensjonalt, av bestemte punkter eller "knutepunkter i-l, i, i+1... som opptar minst delvis volumet 2 som skal akustisk beskyttes.

De akustiske elementene som det innbefatter er, i et første tidsspenn, akustiske kilder (høyttalere eller andre) 10j_^, 10^, 10j_+i... som er plassert på nevnte knutepunkter.

Med hensyn til de akustiske elementer som omfatter den andre barrieren 8, er disse følere (mikrofoner) ll-j_^, 11-j, ll-j+l-.. som er plassert på forskjellige punkter eller "knutepunkter" j-1, j, j+1... på nevnte barriere.

Dernest blir det bestemt, som en funksjon av tiden t, hver av impulsresponslovene fj-j(t) som tilsvarer hver av de støysig-naler som genereres på hver føler 11-j ved utsendelsen av en kort akustisk puls fra hver kilde lOj.

Det minnes her om resiprositetsteoremet i henhold til hvilket impulsresponsen f^j(t) som definert ovenfor er nøyaktig identisk med den inverse impulsrespons f-ji(t) som ville bli samlet av følere antatt å være anordnet på nøyaktig de samme steder i som ovenstående kilder 10^ som reaksjon på utsendelsen av korte akustiske pulser fra kilder som antas å være anordnet på de forskjellige punkter j som erstatning for de ovenstående følere 11-j .

Denne resiprositet tar i "betraktning særlig samtlige av refleksjonene eller etterklangene av akustiske bølger fra veggene i rommet 3 eller fra andre hindringer som befinner seg i dette rom, slik som møbler, hvilke refleksjoner er vist skjematisk på tegningen med linjene R.

Ved å anvende nevnte teorem, blir den resulterende støy som ville nå hvert av punktene i på oppstillingen 6 beregnet for hver gitte globale støy E-j(t) mottatt ved hvert av punktene j •

Denne resulterende støy er konvolusjonsproduktet Ej(t)©f;J1(t).

Den totale støy F^(t) som ville nå hvert av punktene i som reaksjon på støysignalene E-j(t) som mottas av settet av punkter j blir så bestemt, idet slik støy er nøyaktig det som symboliseres med pilen 1 ovenfor.

Denne totale støy F-^t) er lik:

Hver av kildene 10^ i oppstillingen 6 blir så erstattet av akustiske følere 12^ anordnet på nøyaktig de samme steder i som disse kilder.

En tredje barriere eller oppstilling 13 av den samme type som de tidligere er anordnet i alt vesentlig på en avstand B fra midtregionen i oppstillingen 6, idet B er en lengde som er mindre enn A. Denne oppstilling 13 består av et stivt rammeverk 14 som holder fra hverandre et flertall av akustiske kilder 15jj_i> 15^, 15]j+^... som er plassert ved bestemte punkter eller "knutepunkter" k-1, k, k+1... i nevnte rammeverk.

Dernest blir hver impulsrespons gjj^(t) bestemt, tilsvarende den støy som genereres på føleren 12^ ved utsendelsen av en kort akustisk puls fra kilden 15^.

På grunn av resiprositetsteoremet som det er vist til ovenfor, er hver funksjon gjji(t) strengt identisk med den resiproke funksjon g^jj(t).

Følgelig kan det angis at den globale støy Gjj(t) som ville bli skapt på hvert av punktene k i oppstillingen 13 som reaksjon på støysignalene F-^(t) som antas å bli utsendt fra punktene i fra kilder plassert på disse punkter, ville være lik:

Denne formel er verdifull ettersom den gjør det mulig å bestemme uhyre nøyaktig de støysignaler som ville bli resultatet, i nærheten av oppstillingen 13, fra frembringelse av støysignalene F^(t) i nærheten av de forskjellige punkter i i den første oppstillingen 6.

De sistnevnte støysignaler F-^(t) er nå nøyaktig de som frembringes i nærheten av de nevnte punkter i ved å tilføre de uønskede støysignaler E-j(t) som skal kanselleres til rommet 3.

For å beregne de ønskede mot-støysignaler som er tilsiktet for kansellering av en hvilken som helst irritasjon fra de uønskede innfallende støysignaler E-j(t) i nærheten av disse punkter i, dvs. å nullifisere eller i det minste stor grad dempe støysignaler F^(t) som skapes i nærheten av punktene i fra disse uønskede støysignaler, er det tilstrekkelig: - å erstatte variabelen (t) med variabelen (-t) som variabelen i responsloven g^jj(t) som kommer inn i formelen II ovenfor,

å tilføre det motsatte signalet Sj{(t) i hvert resultant-signal til de korresponderende kilder 15^.

Det er i realiteten blitt funnet at, dersom motsignalene g^jj(-t) utsendes på hvert av punktene k, vil den tilsvarende bølge som utsendes mot punktet i forplante seg på en måte som er nøyaktig den inverse av den som tilsvarer utsendelsen av en kort akustisk puls fra nevnte punkt i mot det nevnte punkt k, og denne bølge fokuseres derfor på punktet i, idet den nevnte korte puls nøyaktig rekonstrueres der, til tross for de forskjellige forvrengninger av bølgefrontene som kan ha oppstått i de to retningene fra de forskjellige akustiske refleksjoner som skyldes veggene og andre hindringer i rommet.

Nærmere bestemt opptar den inverse bølgefronten som tilsvarer disse motsignaler i rekkefølge de forskjellige posisjoner som opptas tidligere av den initielle "direkte" bølgefronten, idet fenomenet som observeres er sammenlignbart med projiser-ingen av en kinematografisk film baklengs.

Signalene Sjj(t) som det dreier seg om kan så ansees gitt ved formelen nedenfor:

Tilførselen av disse signaler Sk(t) til kildene 15k gjør det mulig å generere i nærheten av punktene i motstøysignaler C-eller Cj(t) - som er i stand til å nullifisere støysignalene Fj^t) som frembringes på disse punkter av de uønskede støysignalene E-j(<t>).

Volumet 2 forblir så stille og utilgjengelig for nevnte støysignaler E-j(t), uansett deres natur og intensitet og uansett refleksjonene eller tilbakekastningene som erfares av noen av deres komponenter før de når det nevnte volum.

Selvfølgelig, etter å ha bestemt impulsresponslovene g^j^t), kan oppstillingen 6 fullstendig elimineres, hvorved fullstendig frigjøres tilnærmingene til det akustisk isolerte volum.

Dette er en viktig fordel ved den foreliggende oppfinnelse.

For å oppnå den ønskede kansellering av hver støy Fj(t), bør mot-støysignalene C nå nærheten av punktene i på det samme tidspunkt som disse støysignaler.

Dette er hvor forskjellen mellom de to avstander A og B som adskiller oppstillingen 6 fra de respektive oppstillinger 8 og 13 kommer inn.

Det tas omhyggelig hensyn til at denne forskjell er tilstrekkelig til at det vil være mulig å beregne mot-støysignalene elektronisk under den tid som lydene tar for å bevege seg over lengden A-B.

Det er funnet at dersom denne lengde er av størrelsesorden lik en meter, er den resulterende tid (3 millisekunder) helt tilstrekkelig for nevnte elektroniske beregning.

Dette er en av de opprinnelige observasjoner som har gjort idéen ved foreliggende oppfinnelse mulig.

De angjeldende elektroniske kretser er blitt angitt med rektangelet 16 i fig. 1.

De er blitt detaljert noe mer i fig. 2, hvor der sees en lagrings- og beregningsenhet 17 som er koblet: dels til hver av de akustiske følere 11-j ved hjelp av en kjede bestående av en forsterker 18-j og en analog/digital omformer 19-j,

og dels til hver av kildene 15^ ved hjelp av en kjede som består av en digital/analog omformer 20^ og en forsterker 21k.

I praksis blir de støysignaler Ej(t) som registreres av følerene 11-j ikke anvendt på en kontinuerlig måte.

Sampling gjennomføres med en takt som tilsvarer i alt vesentlig en åttendedel av den korteste perioden som kjennetegner lydbølgene som skal behandles, dvs. til den høyeste frekvens for området valgt for følerenes følsomhet.

Spredningen av frekvenser over hvilke følerene er følsomme strekker seg med fordel mellom 10 og 10.000 Hz.

Under disse betinglser der den høyeste frekvensen er 10 kHz, som tilsvarer en periode lik 100 mikrosekunder, er sampling-frekvensen lik 80 kHz som tilsvarer en sampling utført hvert 12. mikrosekund.

Med hensyn til avstandene som adskiller de forskjellige akustiske elementer i den samme oppstilling eller barriere, er disse avstander med fordel gitt en verdi lik halvparten av den minste bølgelengden i området for angjeldende frekvenser.

Således kan angjeldende avstand være av størrelsesorden 10 cm, hvilket sikrer særlig god akustisk beskyttelse med hensyn til lavfrekvenskomponentene i støyen som skal kanselleres. Bølgelengden er i realiteten 33 cm for en frekvens lik 1000 Hz.

Med hensyn til antallet av akustiske elementer som utgjør hver av barrierene eller oppstillingene, er dette antall lik flere titalls, i særdeleshet av størrelsesorden 50-100. Konvolusjonsproduktene av disse forskjellige tall, som kommer inn i formlen III ovenfor er så relativt høye, hvilket kan medføre bruken av relativt kraftige beregningsanlegg.

I dette henseende kunne en digital signalprosessor (DSP) tildeles hver av avfølerene 11-j .

I henhold til en fordelaktig forbedring som nå vil bli beskrevet, kan det nødvendige elektroniske arbeid i betydelig grad forenkles.

Denne forbedring er basert på de følgende betraktninger.

Formel III ovenfor kan også skrives som:

Betegner man den høyre siden av denne konvolusjon med hjk(t) h-jk(t )=Efi-j/t )®gik(-t)), blir formelen IV:

Denne formel er relativt enkel ved at den ikke lenger involverer noen av punktene i.

Naturligvis er punkter i involvert under beregningen av funksjonen h.

Imidlertid kan denne beregning utføres forut i løpet av et forberedende trinn etterfulgt av å plassere den beregnede funksjon h i hukommelse, idet dette er langt mer fleksibelt enn den tidligere løsning.

I praksis er prosessen som følger:

til å begynne med blir hver impulsrespons f^-j(t) målt over en tidsperiode T som begynner fra tidspunkt t=0 tilsvarende utsendelsen av den korte initielle akustiske puls fra punktet i, idet nevnte periode strekker seg tilstrekkelig til å inneholde hele den relevante impulsrespons som tilsvarer både den direkte bane og de uvedkommende refleksjoner.

hver impulsrespons gki(t) blir likeledes målt over den samme periode T,

de to funksjonene som således måles suppleres med 0'er over to perioder som strekker seg henholdsvis fra t=-æ til tidspunktet t=o, og fra tidspunktet t=T til tidspunktet t=+°°, den "inverse" funksjon <g>ijj(-t) beregnes og lagres,

funksjonen h-jk(T)=Ef (t )®gik() beregnes,

funksjonene h som således beregnes blir lagret, idet det bemerkes at de er symmetriske i jk ettersom de to impulsresponsene f^j(t) og gik(t) selv er symmetriske i henholdsvis ij og ik,

til sist blir støysignalene Ej(t) som skal kanselleres konvolvert, i henhold til formel IV ovenfor, med funksjonen h-jk(t) således lagret at der bestemmes de motsatte signaler Sk(t).

For å demonstrere fordelene som gis ved den nettopp beskrevne forbedring, er et talleksempel gitt nedenfor, selvfølgelig kun i form av ikke-begrensende illustrasjon av oppfinnelsen: oppstillingen 8 omfatter et nettverk bestående av 8 x 8 punkter j, nemlig 64 punkter j,

tilsvarende omfatter oppstillingen 13 et nettverkt av 8 x 8 punkter k, nemlig 64 punkter k,

oppstillingen 6 omfatter et kubisk, tre-dimensjonalt flettet nettverk med 8x8x8= 512 punkter i,

tiden T er lik 100 ms, sampling utføres med en takt lik 100 kHz, idet dette tilsvarer et antall av 10.000 samples for hver utlesning, og oppløsningen i hver sample er 12 biter, hvilket tilsvarer 1,5 byter. Hver utlesning involverer derfor 15.000 byter.

Dersom den generelle formel III som er gitt ovenfor anvendes direkte, må hver av impulsresponsene f^-j(t) og gik(_t) anbringes i hukommelse, nemlig i totalt 64 x 512 = 32768 utlesninger på hver av de to familiene. Dersom det tas i betraktning symmetri, kan antallet halveres totalt, hvilket fortsatt tilsvarer et antall av utlesninger som er større enn 16.000 for hver familie.

Konvolusjonsproduktet for disse to familer av impulsresponser og det doble konvolusjonsprodukt for nevnte produkt med funksjonen representativ for støysignaler E-j(t) medfører bruken av kraftige datamaskiner.

I tilfellet av forbedringen som er beskrevet ovenfor involverer det forberedende trinn med beregning og lagring av funksjonen h summeringen av 512 konvolusjonsprodukter fij (t )©gik(-t) fra i=l til 1=512. Resultatet av denne summering, som danner funksjonen h, blir lagret,

trinnet med faktisk skapning av motstøysignaler S trenger så kun å involvere bestemmelsen av funksjonen h som således lagres for hvert av parene av variabler jk, dvs. å ta i betraktning symmetrien i systemet i jk, for et totalt antall av slike par av størrelsesorden kun 2.080.

Til sist omfatter lagringen som skal utføres for den faktiske realisering av oppfinnelsen 2.080 x 15.000 byter, dvs. 31,20 megabyter, hvilket representerer et fullstendig rimelig antall.

For å oppsummere kan det angis at:

ved fullførelse av den forberedende fase, for det talleksempel som er tatt i bruk, er antallet av funksjoner som skal lagres av størrelsesorden kun 2.000, mens det var i størrelsesorden 32.000 i henhold til den generelle formelen,

og, dersom konvolusjonsproduktet som skal utføres ansees i hvert tilfelle å tillate to faktorer, hvorav den første er

E-j(t), defineres den andre faktoren av rundt 2.000 funksjoner i det første tilfellet, mens, i det generelle tilfellet involverer den rundt 16.000 x 16.000 = 256 millioner funksjoner.

Følgelig, og uansett den anvendte utførelsesform, oppnås det til sist en anordning som gjør det mulig på en effektiv måte å beskytte et gitt volum mot støy fra utsiden, en anordning hvis konstruksjon og virkemåte følger i tilstrekkelig grad fra det som er beskrevet i det foregående.

Denne anordning har, i forhold til de tidligere kjente anordninger, tallrike fordeler og særlig at den sikrer akustisk beskyttelse endog med hensyn til vilkårlige støysignaler og endog dersom det relevante volum anordnes innenfor et rom hvis vegger ikke er blitt spesielt behandlet for å motvirke akustiske refleksjoner.

Det er innlysende og følger allerede dessuten fra det tidligere beskrevne, at oppfinnelsen ikke på noen måte er begrenset til de av dens anvendelsesmåter og utførelsesformer som er blitt særlig forestilt. Den omfatter derimot samtlige varianter derav, særlig

de der mikrofonene llj og/eller høyttalerene 15k som anvendes til å skape motstøysignalene ikke er de samme som de som ble anvendt tidligere for å kalibrere eller sette opp installasjonen når oppstillingen 6 er tilstede, i hvilket de passende korrigerende faktorer innføres i beregningene for å ta i betraktning forskjellene mellom responsene hos appa-ratene som anvendes, - de i hvilke det variable fenomen som skapes av høyttaler-ene og/eller det som måles av mikrofonene ikke er et trykk, men en hastighet av luftmolekyler, i hvilket tilfelle de passende korrigerende faktorer innføres i beregningene, idet omvekslingen fra en av disse variabler til den andre oppnås ved temporær differensiering eller integrering,

og de i hvilke, i løpet av beregningen av minst en av funksjonene f og g, roller og steder for kildene og følerene ombyttes med hensyn til de som er anvendt ovenfor. Faktisk, i betraktning av det resiprositetsteorem som er benevnt ovenfor, kan funksjonen f^-j(t), som er lik <f>ji(t), beregnes like godt ved å anvende korte akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige punkter i og ved å analysere de tilsvarende impulsresponser på punkter j eller ved å anvende korte akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige punkter j og ved å analysere de tilsvarende impulsresponser på punktene i. I særdeleshet kunne stasjoneringen av nettopp akustiske kilder på punktene i forestilles for å bestemme samtlige av impulsresponsene fj-j(t) og giij(t), idet kildene 15k så erstattes av følere på punkter k for å bestemme responsene g.

Claims (10)

1. Anordning for å beskytte et gitt volum mot støy fra utsiden, karakterisert ved at den dels omfatter, anordnet henholdsvis ved to bestemte avstander A og B fra en samme retikulær, fiktiv oppstilling (6) som definerer punkter i anordnet i volumet (2) som skal akustisk beskyttes, en oppstilling (8) av akustiske følere (Hj) som mottar støy-signalene som skal kanselleres E-j(t) og en oppstilling (13) av akustiske kilder (15k), idet avstanden B er mindre enn avstanden A, og dels omfatter en elektronisk krets (16) innført mellom nevnte følere og nevnte kilder og utformet for A-B å beregne, i tidsspenn som er mindre enn — , der v er lydhastigheten i luft, for hvert støysignal E-j(t), et flertall av signaler Sk(t) som respektivt tilføres øyeblikkelig til kildene (15k), idet hvert signal Sjj.(t) er lik: idet dette er en formel der: hver funksjon f-jj(t) er identisk med den resiproke funksjon fj^-j(t) som er impulsresponsen, bestemt og registrert på forhånd, tilsvarende den støy som genereres på føleren (11-j) med indeks j i ovenstående oppstilling av følere gjennom utsendelsen av en kort akustisk puls fra en kilde (10-^) som antas stasjonert på punktet i, og hver funksjon gik(-t) beregnes fra funksjonen g^k(<t>) som selv er identisk med den resiproke funksjonen gjj-^t), som i sin tur er impulsresponsen, bestemt og registrert på forhånd, tilsvarende den støy som genereres på en føler (12^) som antas stasjonert på punkt i, fra utsendelsen av en kort akustisk puls fra kilden (15^) som har indeks k i ovenstående oppstilling av kilder.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at deteksjonen av støysignalene ej(t) som kreves for beregning av signalene S utføres ved å sample med en takt som tilsvarer i alt vesentlig en åttendedel av den korteste periode som kjennetegner lydbølgene som skal behandles, dvs. til den høyeste frekvens for det området som velges for følernes følsomhet.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at spredningen av frekvenser som følerne (11-j) er følsomme for inngår i området 10-10.000 Hz.

4. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at antallet av akustiske elementer (10j, 11-j , 12-^, 15k) som utgjør hver av oppstillingene (6, 8, 13) er lik flere titalls, særlig av størrelsesorden 50-100, og at avstandene som innbyrdes adskiller disse elementer innenfor hver oppstilling er av størrelsesorden en decimeter.

5. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forskjellen mellom avstandene A og B er av størrelsesorden lik en meter.

6. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hvert signal Sk(t) er lik der formel hjk(t) er en funksjon bestemt og registrert tidligere lik:

7. Fremgangsmåte for å "bestemme impulsresponsene fjj(t) og gk^(t) som anvendes for beregningen av signalene S i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det i nærheten av volumet (2) som skal akustisk beskyttes er anordnet, på en slik måte at minst en del av dette volum begrenses, en retikulær oppstilling (6) som definerer et flertall av punkter i på hvilke er stasjonert: i et første tidsspenn, akustiske kilder (10^), idet responsene fj-j(t) da bestemmes i nærheten av ovennevnte permanente følere (Hj) under utsendelsen av korte akustiske pulser fra nevnte kilder, og i et andre tidsspenn, akustiske følere (12^), idet responsene gki(t) da bestemmes i nærheten av disse følere under utsendelsen av korte akustiske pulser fra ovennevnte permanente kilder (15k).

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at, innenfor minst en av de to kilde (10^; 15k)-føler (Hj; 12j_) sammenstillingene som anvendes i løpet av de respektive to, suksessive "tidsspenn", de respektive roller og steder for kildene og følerene ombyttes.

9. Fremgangsmåte for å realisere anordningen i henhold til krav 6,karakterisert ved at et tidligere trinn med i beregning og registrering av funksjonen h-jk(t) foretas.

10. Retikulær oppstilling av akustiske elementer (10^; 12^) for realiseringen av den fremgangsmåte som er angitt i krav 7 eller 8.