Page 78 - 《应用声学》2022年第6期

924 2022 年 11 月

第二个指标是降噪量均匀度，定义误差区域的
No.1
降噪均匀度为UR，
] 1 K=16
[ M=7
M 2
∑ (Re(m) − NR) 2 ܬᤥ൓ጟܦູ ឨࣀ͜ܦ٨
UR = , (11)
Re(m) r se
m=1
d ee
其中，UR 代表所有误差传声器降噪量的标准差，
UR越小，说明降噪量在误差区域分布的越均匀。 r ps
第三个指标是次级声源的能量，定义系统的次
P=1 d ss
级声源能量为Power, Ѻጟ٪ܦູ
No.16
Q
∑ power(q)
Power = , 图 3 次级声源优化布放的多通道前馈有源控制系
Q
q=1 统实验结构示意图
( )
N 2
∑ s(n) Fig. 3 Experimental geometric configuration of
power(q) = 10lg , (12)
N the multi-channel feedforward ANC system with
n=1
the optimized secondary source placement
其中，Q 为次级声源的数目，power(q) 为第 q 个次级
声源的输出能量。s(n) 为次级声源输出信号，N 为
Ѻጟ٪ܦູ ܬᤥ൓ጟܦູ ឨࣀ͜ਖ٨
信号的采样点数。系统的次级声源能量过大，会引
起非误差区域的声能量增加，且长时间工作，会损坏 No.1
器件 [7] 。
3.2 实验结果与分析

实验在全消声室中进行，比较了次级声源均
匀布放的 ANC 系统控制效果和次级声源优化布 No.16
放的 ANC 系统控制效果。实验系统结构如图 3 所
示，实际布置如图 4 所示。控制系统的实现基于 图 4 次级声源优化布放的有源降噪实验布置图
TMS320C6678 DSP 芯片开发板，系统的采样率为 Fig. 4 Actual layout of the active noise control
8 kHz。实验布置了 1 个初级噪声源、16 个备选次 experiment with the optimized secondary source
placement
级声源和 7 个误差传声器。分别通过 CMP 算法和
CVXL1 方法从 16个备选次级声源中选出 4 个优化 第二步，初级噪声源发出连续单频信号，误差
的次级声源。备选次级声源的间距是 20 cm，该阵 传声器采集期望信号。同时，理想参考信号直接从
列距离铁丝网 87 cm；误差传声器的间距是 10 cm， 初级噪声源信号获取至控制器芯片开发板。对期望
该阵列距离铁丝网 114 cm；初级噪声源距离备选 信号进行傅里叶变换，得到该频点的初级噪声源到
次级声源线阵中心的距离为 194 cm，距离铁丝网 误差传声器的传递函数矩阵H MP (矩阵维度7×1)。
114 cm；传声器线阵中心到次级声源线阵中心的距 第三步，利用两种次级声源优化布放算法进行

离为 104 cm。初级噪声源发射的初级噪声是 200∼ 次级声源的优化布放。将第一步和第二步中实测的
1900 Hz的连续单频信号，频率间隔为100 Hz。 备选次级声源到误差传声器的传递函数矩阵 H MK

在每个频点，实验测试步骤如下： 和初级噪声源到误差传声器的传递函数矩阵 H MP
第一步，备选次级声源依次发出白噪声，进行 分别输入到 CMP 算法、CVXL1 算法中，经过计算，
次级通路建模，次级通路阶数 B = 512。将次级通 可以得到不同算法选出的优化布放的 4 个次级声
路的脉冲响应进行傅里叶变换，得到某频点的备选 源。次级声源均匀布放的系统，无需经过次级声源
次级声源到误差传声器的传递函数矩阵 H MK (矩 优化选点过程，其固定的次级声源为 1 号、6 号、11
阵维度7 × 16)。 号、16号次级声源。