車(chē)內(nèi)噪聲的主動(dòng)消除與評(píng)價(jià)

降低車(chē)內(nèi)噪聲一直是汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的重要問(wèn)題之一。早期通過(guò)采用聲學(xué)吸聲材料和增加車(chē)內(nèi)結(jié)構(gòu)阻尼等方法進(jìn)行噪聲被動(dòng)消除。隨著對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提高，汽車(chē)開(kāi)始實(shí)行輕量化，這可能導(dǎo)致增加車(chē)內(nèi)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，使車(chē)內(nèi)變得更嘈雜，傳統(tǒng)的噪聲被動(dòng)消除方法不再適用，因而出現(xiàn)了噪聲主動(dòng)消除方法。該方法主要基于聲場(chǎng)的楊氏干涉原理，通過(guò)控制次級(jí)聲源在指定區(qū)域內(nèi)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的消聲信號(hào)來(lái)消除噪聲。研究利用車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)配備的揚(yáng)聲器作為次級(jí)聲源，對(duì)車(chē)內(nèi)噪聲進(jìn)行主動(dòng)消除，并對(duì)該方法的消聲效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

利用車(chē)載揚(yáng)聲器對(duì)噪聲進(jìn)行主動(dòng)消除時(shí)，不同位置揚(yáng)聲器均發(fā)出與噪聲相位相反的聲音，通過(guò)疊加消除某些特定區(qū)域的噪聲。對(duì)揚(yáng)聲器進(jìn)行控制時(shí)，構(gòu)建一個(gè)包含麥克風(fēng)的反饋系統(tǒng)。通過(guò)麥克風(fēng)測(cè)量特定區(qū)域的噪聲，并將測(cè)量結(jié)果反饋到揚(yáng)聲器控制器中，控制器根據(jù)反饋結(jié)果提高或降低揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)這種噪聲主動(dòng)消除方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，試驗(yàn)選擇一輛福特2005款獵鷹XR6轎車(chē)，該車(chē)的車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)共包括4個(gè)揚(yáng)聲器，分別安裝在左右前門(mén)底部及后排左右座椅的背部。使用4個(gè)奧地利愛(ài)科技（AKG）公司生產(chǎn)的CK92全向麥克風(fēng)對(duì)汽車(chē)前、后、左、右4個(gè)座位乘員頭部位置處，以及半徑為10cm的球形區(qū)域（覆蓋乘員頭部）進(jìn)行聲音采集。同時(shí)，4個(gè)CK92全向麥克風(fēng)分別通過(guò)4個(gè)AKG SE300B麥克風(fēng)前置放大器與AKG Tube-Fire 8音頻接口相連，利用Mac Book與AKG Tube-Fire 8相連，記錄產(chǎn)生的同步音頻流。試驗(yàn)時(shí)，首先將試驗(yàn)車(chē)停放在相對(duì)安靜的位置，空擋模擬車(chē)速60、80、100km/h下的多種駕駛工況，每種工況連續(xù)記錄10s；之后開(kāi)啟車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)揚(yáng)聲器構(gòu)成的噪聲主動(dòng)消除系統(tǒng)，進(jìn)行相同試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：①車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)揚(yáng)聲器構(gòu)成的噪聲主動(dòng)消除系統(tǒng)能夠有效地降低車(chē)內(nèi)噪聲；②當(dāng)4個(gè)揚(yáng)聲器全打開(kāi)時(shí)，低于40Hz的車(chē)內(nèi)噪聲約衰減8dB，40～200Hz的車(chē)內(nèi)噪聲約衰減3dB。

PrasangaSamarasingheet al.Proceedings of APSIPA Annual Summit and Conference,Stuttgart,December 16-19,2015.

編譯：王亮