2008 introducerade Toyota en intressant, men inte ny, utveckling - ett aktivt ljudreduceringssystem, som gjorde det möjligt att avsevärt minska ljudnivån i bilen. Systemet var inte särskilt populärt när det släpptes, men med tiden förändras allt, och det är troligt att det kommer att bli en av de mest eftertraktade teknologierna.
Syfte med bilsystemet
Under drift producerar bilen mycket ljud från tredje part av varierande intensitet från olika mekanismer - chassi, motor, transmission och karosselement. Sökandet efter sätt att eliminera buller har pågått under lång tid och mycket framgångsrikt: moderna maskiner är nästan tysta. Trots detta, vid körning i hög hastighet, kvarstår ljud från tredje part i kupén, vilket orsakar obehag för passagerare och förare.
Eget sätt att elimineraDetta problem föreslogs 2008 av Toyota, och introducerade ett aktivt ljudreduceringssystem i en bil. Tekniken i sig var inte på något sätt ny, men den användes först inom bilindustrin, där den visade sig vara effektiv.
Moderne brusreduceringssystem minskar den totala ljudnivån med 5-8 dB, och arbetar huvudsakligen med lågfrekventa ljudvibrationer, som bildar bullerridån i kabinen. Många biltillverkare utvecklar sådana system, vilket gör att de kan utrustas med de flesta moderna bilar.
Brusreduceringssystemets funktion i teorin
Ljudkontroll har traditionellt gjorts med passiva medel - antingen källan till bruset, eller platsen som ska skyddas från ljud, kom av med ljudabsorberande och ljudreflekterande material, som anses vara ett passivt brus reduktionssystem. Ett aktivt system är mer effektivt – till exempel billjuddämpare som använder ljudvågornas egenskaper i sitt arbete. Du kan också eliminera ljud från tredje part med hjälp av elektronik.
Ljud är en våg som består av alternerande områden med lågt och högt tryck, som rör sig med en hastighet av 330 m/sek. Liksom alla andra vågor kan ljudvågor utsättas för diffraktion, interferens, det vill säga att interagera med varandra. Störningen för ANC-studieområdet är av största intresse.
Störningar kan provocera fram oväntade och ganska intressanta resultat. Till exempel att träffas vid samma tidpunktrum och fas, två ljudvågor av samma frekvens förstärker varandra, respektive, den totala volymen vid en given punkt kommer att öka kraftigt. Oftast upplevs detta fenomen av ägare av stereosystem eller ljudsystem med en subwoofer - i rummet där de är installerade finns det flera områden där basen blir djupare och kraftfullare. En liknande effekt förklaras av överlagringen av lågfrekventa ljud i fas vid en specifik punkt ovanpå varandra, vilket provocerar deras förstärkning.
Det finns också en motsatt effekt som uppstår när vågor överlagras i motfas: högtrycksområden överlagras på lågtrycksområden, vilket helt dämpar vågen. Men i praktiken kan fullständig undertryckning av vågor inte uppnås, men den totala ljudintensiteten kan fortfarande minskas. Egentligen är aktiva brusreduceringssystem baserade på detta fenomen.
Dessa system implementerades först i hörlurar avsedda för byggare, industriarbetare och andra organisationer, varefter tekniken började tillämpas på hörlurar för att lyssna på musik, bilar och hem. Funktionsprincipen för brusreduceringssystemet är ganska enkel: mikrofoner är installerade på utsidan av hörlurarna som tar upp ljud från tredje part. Det inbyggda elektronikblocket ändrar fasen för ljuden som kommer från mikrofonerna, så att de kan återges av högtalarna. Följaktligen tillförs ljud från högtalarna och externa ljud till trumhinnan, och eftersom de är placerade imotfas, sedan släcks de.
Brusreduceringssystem i bilar fungerar på liknande sätt.
Brusreducerande enhet för bilar
Billjudsreduceringsenheten innehåller följande artiklar:
- Mikrofonsystem i tak;
- Högtalarsystemet placerat på olika ställen i kabinen. Det mest använda ljudsystemet;
- Sensorer placerade på motorn, fjädring och andra fordonskomponenter som är de huvudsakliga ljudkällorna:
- Elektronisk styrenhet.
Hur Active Noise Cancellation fungerar i bilar
Den elektroniska enheten i systemet tar emot information om ljud från tredje part från sensorer och mikrofoner. Baserat på erhållna data görs fasförändringar av de inkommande ljuden, som återges av högtalarna och, när de stöter på brus i motfas, minskar deras intensitet. Som ett resultat bildas ett utrymme i kabinen, där ljudnivån från motorn, hjulen och andra mekanismer reduceras avsevärt.
Gör-det-själv-aktivt brusreduceringssystem i en bil är oumbärligt utan sensorer, eftersom de fixar ljudet som uppstår när fjädringen och hjulen träffar, och andra hårda ljud. Det klassiska systemet med högtalare och mikrofoner fångar bara konstanta och konstanta ljud - det mjuka brummandet från motorn, kroppens vibrationer eller susandet av hjul på vägytan. Systemet är det intekan reagera på en skarp förändring i ljud, passerande höga ljud - vrål, klang och andra.
Sensorer används för att spåra abrupta förändringar i ljudbakgrunden. Den elektroniska enheten, baserat på data som tas emot från sensorerna, gör ändringar i ljudbilden som bildas av högtalarna, vilket gör att en mer effektiv dämpning av brus från tredje part uppnås.
Det är värt att notera att bullernivån som produceras av fordon utrustade med aktiva ljudreduceringssystem förblir oförändrad, eftersom systemet inte eliminerar den, utan skapar ett utrymme i kabinen med en reducerad nivå av yttre buller. Sådan teknik gör körningen bekvämare, men eliminerar inte behovet av ljudisolering av enskilda fordonskomponenter.
Home Noise Reduction System
Det är ganska svårt att säkerställa fullständig tystnad i en lägenhet eller ett privat hus som ligger i staden. Detta problem kan delvis lösas genom att installera tvåglasfönster, men de garanterar inte fullständig tystnad. Vetenskapen och tekniken står dock inte stilla, och många ingenjörer försöker lösa detta problem genom att skapa aktiva brusreduceringssystem med sina egna händer.
österrikaren Rudolf Stefanich skapade en av Sonos mest effektiva brusreducerande enheter. Kompakt och enkelt system utformat för att eliminera obehagliga och irriterande ljud och behålla trevliga.
Funktionsprincipen för det aktiva brusreduceringssystemet i Sono-lägenheten är baserad på driften av sensorer och mikrofoner som upptäcker brus från tredje part och filtrerar demgenom att återge liknande ljud i motfas.
Akustiska musikhörlurar fungerar på liknande sätt.
Sono-systemenhet
Designen på Sono-enheten är ganska intressant och representeras av en högtalare, en mikrofon med vibrationssensorer och en mikroprocessor. Enheten är gjord i form av en liten kompaktskiva och placeras på fönsterglaset med hjälp av speciella sugkoppar. Sono använder fönsterglas som resonator.
Fixering och eliminering av främmande ljud utförs i enlighet med de fastställda inställningarna. I lägenhetens lokaler återges redan bearbetade ljud genom de inbyggda högtalarna.
Sonos batterier är batterier som kan laddas upp av omgivande elektromagnetisk strålning såsom Wi-Fi-nätverk.
Sono-enhetsfunktioner
Aktiv brusreducerande funktioner för hemmet filtrerar bort störande ljud utifrån och återger bara trevliga ljud genom högtalarna. Användaren kan göra lämpliga inställningar i instrumentmenyn.
En ytterligare och inte mindre användbar funktion är möjligheten att spela lugnande och behagliga ljud - skogens prasslande, ljudet av bränningen och liknande.
Var kan man köpa ett Sono-system?
Tyvärr finns det inget aktivt brusreduceringssystem från Sono på marknaden idag: trots attenheten nådde finalen i James Dyson-tävlingen, den finns bara i form av en prototyp och kräver investeringar. Det är ännu inte känt med säkerhet om den kommer att säljas eller inte. Författaren till enheten letar aktivt efter investerare och partners som kan hjälpa till att lansera enheten i massproduktion.
Active Sound System
Aktiva ljuddesignsystem används för att ge avgassystemet önskad prestandaton. Designen liknar det aktiva brusreduceringssystemet: mikrofoner, ljudsystem, högtalare och kontrollenhet. Den enda skillnaden är att ljudsystemets utgång är ett modifierat ljud och inte antifas.
Knapparna på instrumentbrädan låter dig ändra karaktären på ljudet i avgassystemet. Trots det faktum att sådana system är komplexa ur teknisk synvinkel, finns det ingen speciell praktisk fördel med dem - de installeras huvudsakligen för att tillfredsställa förarens önskemål från ägaren. Det bör noteras att det modifierade aktiva ljudet bara hörs i bilen.
