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Aktive Lärmreduzierung in Headsets

Besonders im tieffrequenten Bereich wird Lärm durch passiven Gehörschutz nur unzureichend gedämpft. So genannte ANR-Kopfhörer (ANR: Active Noise Reduction) verbessern zwar den Lärmschutz durch aktive Regelung, bei hohen Umgebungspegeln jedoch wird die Dämpfungsleistung kommerziell erhältlicher Systeme als nur unzureichend empfunden. In Kooperation mit der Firma Sennheiser Electronic wurde deshalb das Projekt COMDAC initiiert, dessen Ziel die Entwicklung eines digital-adaptiven ANR-Kommunikations-Headset für extreme Schallbelastung ist. Der Schwerpunkt der Forschung am IMR liegt auf der Systemidentifikation und Modellbildung des Regelkreises, dem Entwurf von optimierten Algorithmen digital adaptiver Reglerkonzepte und der Validation in realen Umgebungen. Im Rahmen der Algorithmenentwicklung muss insbesondere ein Kompromiss zwischen uneingeschränkter Funktionalität, hohem Tragekomfort, geringem Gewicht und sehr hoher Sprachverständlichkeit gefunden werden. Ein bereits entwickelter Prototyp ist in der Abbildung zu sehen.

Ansprechhpartner: Dr.-Ing. Christian Pape

Reduzierung des Motorgeräusches in Kraftfahrzeugen durch adaptiv geregelten Kompensationsschall

Im Rahmen der Promotion wurde ein neues regelungtechnisches System zur aktiven Schallkompensation des Motorgeräusches in Kraftfahrzeugen mittels Kompensationsschall entwickelt.

Das Prinzip der Schallkompensation beruht darauf, einen gegenphasigen Kompensationsschall zum Motorgeräusch zu erzeugen. Dieser Kompensationsschall muss die Eigenschaft aufweisen, Druckmaxima des Motorschalls durch Druckminima des Kompensationsschalls zu eliminieren. Erzeugt werden kann dieser Kompensationsschall durch mehrere Lautsprecher im Fahrgastraum (Musiklautsprecher).

Dieses ANC-System (Active Noise Control) basierte auf der Fourierzerlegung des Motorgeräusches in orthogonale Signalanteile. Die Eigenschaft der Orthogonalität führte dazu, dass einzelne dominante Motorschallanteile unabhängig voneinander geregelt werden konnten.

An Hand von experimentellen Versuchen in einem Kraftfahrzeug wurde mittels Ordnungsanalysen              und Spektrogrammen gezeigt, dass dieses neue System einen sehr hohen Kompensationsgrad aufweist. Zurückzuführen ist diese Eigenschaft unter anderem darauf, dass ein diskreter Integralregler verwendet wurde. Dieser Reglertyp verhindert bleibende Reglerabweichungen im stationären Betrieb.

Ansprechhpartner: Dr.-Ing, Christian Pape