I 2008 introducerede Toyota en interessant, men ikke ny, udvikling - et aktivt støjreduktionssystem, som gjorde det muligt at reducere støjniveauet i bilen markant. Systemet var ikke specielt populært på udgivelsestidspunktet, men med tiden ændrer alt sig, og det er sandsynligt, at det vil blive en af de mest eftertragtede teknologier.
Formål med bilsystemet
Under drift producerer bilen en masse tredjepartsstøj af varierende intensitet fra forskellige mekanismer - chassis, motor, transmission og karrosserielementer. Søgningen efter måder at eliminere støj på har stået på i lang tid og med stor succes: moderne maskiner er næsten lydløse. På trods af dette, ved kørsel med høj hastighed, fortsætter tredjepartsstøj i kabinen, hvilket forårsager ubehag for passagerer og chauffør.
Egen måde at eliminere påDette problem blev foreslået i 2008 af Toyota, der introducerede et aktivt støjreduktionssystem i en bil. Selve teknologien var på ingen måde ny, men den blev først brugt i bilindustrien, hvor den viste sig at være effektiv.
Moderne støjreduktionssystemer reducerer det samlede støjniveau med 5-8 dB, og arbejder hovedsageligt med lavfrekvente lydvibrationer, som danner støjgardinet i kabinen. Mange bilproducenter udvikler sådanne systemer, som gør det muligt for dem at blive udstyret med de fleste moderne biler.
Betjening af støjreduktionssystemet i teorien
Støjstyring er traditionelt blevet udført med passive midler - enten kilden til støjen, eller stedet, der skulle beskyttes mod lyde, slap af med lydabsorberende og lydreflekterende materialer, som betragtes som en passiv støj reduktionssystem. Et aktivt system er mere effektivt - for eksempel billydpotter, der bruger lydbølgernes egenskaber i deres arbejde. Du kan også fjerne tredjepartslyde ved hjælp af elektronik.
Lyd er en bølge bestående af vekslende områder med lavt og højt tryk, der bevæger sig med en hastighed på 330 m/sek. Som alle andre bølger kan lydbølger udsættes for diffraktion, interferens, det vil sige at interagere med hinanden. Interferensen for ANC-studieområdet er af største interesse.
Interferens kan fremprovokere uventede og ret interessante resultater. For eksempel møde på samme tidspunktrum og fase, to lydbølger af samme frekvens forstærker hinanden henholdsvis, den samlede lydstyrke på et givet punkt vil blive kraftigt øget. Oftest opleves dette fænomen af ejere af stereoanlæg eller lydsystemer med en subwoofer - i det rum, hvor de er installeret, er der flere områder, hvor bassen bliver dybere og mere kraftfuld. En lignende effekt forklares ved overlejring af lavfrekvente lyde i fase på et bestemt punkt oven på hinanden, hvilket fremkalder deres forstærkning.
Der er også en modsat effekt, der opstår, når bølger overlejres i modfase: højtryksområder overlejres på lavtryksområder, hvilket dæmper bølgen fuldstændigt. Men i praksis kan fuldstændig undertrykkelse af bølger ikke opnås, men den samlede lydintensitet kan stadig reduceres. Faktisk er aktive støjreduktionssystemer baseret på dette fænomen.
Disse systemer blev først implementeret i hovedtelefoner beregnet til bygherrer, industriarbejdere og andre organisationer, hvorefter teknologien begyndte at blive anvendt på hovedtelefoner til at lytte til musik, biler og hjem. Princippet for driften af støjreduktionssystemet er ret simpelt: mikrofoner er installeret på ydersiden af hovedtelefonerne, der opfanger tredjepartslyde. Den indbyggede elektronikblok ændrer fasen på de lyde, der kommer fra mikrofonerne, så de kan gengives af højttalerne. Derfor tilføres lyde fra højttalerne og eksterne lyde til trommehinden, og da de er placeret imodfase, så er de slukket.
Støjreduktionssystemer i biler fungerer på samme måde.
Støjreduktionsenhed i biler
Bil-støjreduktionsenheden inkluderer følgende elementer:
- Mikrofonsystem i loftet;
- Højttalersystemet placeret på forskellige steder i kabinen. Det mest brugte lydsystem;
- Sensorer placeret på motoren, affjedringen og andre køretøjskomponenter, der er de vigtigste lydkilder:
- Elektronisk styreenhed.
Sådan fungerer aktiv støjreduktion i biler
Den elektroniske enhed i systemet modtager information om tredjepartsstøj fra sensorer og mikrofoner. Baseret på de opnåede data foretages faseændringer til de indkommende lyde, som gengives af højttalerne og, når de støder på støj i modfase, reducerer deres intensitet. Som følge heraf dannes der et rum i kabinen, hvor støjniveauet fra motor, hjul og andre mekanismer reduceres betydeligt.
Gør-det-selv aktivt støjdæmpningssystem i en bil er uundværligt uden sensorer, fordi de retter op på den støj, der opstår, når affjedringen og hjulene rammer, og andre hårde lyde. Det klassiske system med højttaler og mikrofoner fanger kun konstante og konstante lyde - motorens glatte brummen, kroppens vibrationer eller raslen fra hjul på vejoverfladen. Systemet er ikkeer i stand til at reagere på en skarp ændring i lyde, forbigående høje lyde - brøl, klirr og andre.
Sensorer bruges til at spore pludselige ændringer i lydbaggrunden. Den elektroniske enhed, baseret på data modtaget fra sensorerne, foretager ændringer i lydbilledet dannet af højttalerne, på grund af hvilke der opnås en mere effektiv undertrykkelse af tredjepartsstøj.
Det er værd at bemærke, at støjniveauet produceret af køretøjer udstyret med aktive støjreduktionssystemer forbliver uændret, da systemet ikke eliminerer det, men skaber et rum i kabinen med et reduceret niveau af udvendig støj. Sådanne teknologier gør kørslen mere behagelig, men eliminerer ikke behovet for lydisolering af individuelle køretøjskomponenter.
Støjreduktionssystem til hjemmet
Det er ret svært at sikre fuldstændig stilhed i en lejlighed eller et privat hus beliggende i byen. Dette problem kan delvist løses ved at installere termoruder, men de garanterer ikke fuldstændig stilhed. Men videnskab og teknologi står ikke stille, og mange ingeniører forsøger at løse dette problem ved at skabe aktive støjreduktionssystemer med deres egne hænder.
Østrigske Rudolf Stefanich skabte en af Sonos mest effektive støjdæmpningsenheder. Kompakt og enkelt system designet til at eliminere ubehagelige og irriterende lyde og bevare behagelige lyde.
Princippet for driften af det aktive støjreduktionssystem i Sono-lejligheden er baseret på driften af sensorer og mikrofoner, der registrerer tredjepartsstøj og filtrerer demved at gengive lignende lyde i modfase.
Akustiske musikhovedtelefoner fungerer på samme måde.
Sono-systemenhed
Sono-enhedens design er ret interessant og repræsenteres af en højttaler, en mikrofon med vibrationssensorer og en mikroprocessor. Enheden er lavet i form af en lille kompakt disk og placeres på vinduesglasset ved hjælp af specielle sugekopper. Sono bruger vinduesglas som resonator.
Fiksering og eliminering af uvedkommende lyde udføres i overensstemmelse med de etablerede indstillinger. I lejlighedens lokaler gengives allerede behandlede støj gennem de indbyggede højttalere.
Sonos batterier er batterier, der kan genoplades af omgivende elektromagnetisk stråling, såsom Wi-Fi-netværk.
Sono-enhedsfunktionalitet
Aktive støjreducerende funktioner til hjemmet filtrerer irriterende støj udefra og gengiver kun behagelige lyde gennem højttalerne. Brugeren kan foretage de relevante indstillinger i instrumentmenuen.
En yderligere og ikke mindre nyttig funktion er evnen til at spille beroligende og behagelige lyde - skovens raslen, lyden af brændingen og lignende.
Hvor kan man købe et Sono-system?
Desværre er der ikke noget Sono aktivt støjdæmpningssystem på markedet i dag: på trods af atenheden nåede finalen i James Dyson-konkurrencen, den eksisterer kun i form af en prototype og kræver investering. Det vides endnu ikke med sikkerhed, om den kommer til salg eller ej. Forfatteren af enheden søger aktivt efter investorer og partnere, der kan hjælpe med at lancere enheden i masseproduktion.
Active Sound System
Aktive lyddesignsystemer bruges til at give udstødningssystemet den ønskede tone af ydeevne. Designet ligner det aktive støjreduktionssystem: mikrofoner, lydsystem, højttalere og kontrolenhed. Den eneste forskel er, at lydsystemets output er en modificeret lyd og ikke modfase.
Tasterne på instrumentbrættet giver dig mulighed for at ændre karakteren af lyden i udstødningssystemet. På trods af at sådanne systemer er komplekse fra et teknologisk synspunkt, er der ingen særlig praktisk fordel ved dem - de er hovedsageligt installeret for at tilfredsstille førerens ønsker fra ejeren. Det skal bemærkes, at den ændrede aktive lyd kun høres i bilen.
