Względy akustyczne dotyczące projektu aktywnego tłumienia hałasu dla odpowietrznika [zamknięte]

Pracuję nad projektem „Aktywna eliminacja hałasu dla otworów wentylacyjnych”. Używam NI myRIO1900 , ma moduł FPGA (Xylinx Z-7010) , wielokierunkowe mikrofony kierunkowe Audio Technica ATR 3350 i głośniki Tevion. Programowałem za pomocą LabVIEW. Używam sinusoidalnego źródła hałasu (200-500 Hz) jako testowego sygnału szumu do symulacji hałasu.

Zaimplementowałem algorytm LMS (najmniejszych średnich kwadratów) na LabVIEW, jako wstępne wyniki uzyskuję redukcję szumów około 8dB, ale wyniki te są dość losowe w pewnym sensie tylko przy pewnych poziomach głośności (jeśli dostosuję bardzo ostrożnie), redukcja szumów jest dzieje się, a zmiana wielkości kroku nie daje żadnej przyzwoitej zmiany (ponownie muszę wprowadzić zmiany poziomu głośności, aby zobaczyć niektóre wyniki).

W sumie otrzymuję wyniki, ale nie mam kontroli nad wynikami.

To jest moja konfiguracja [długość rury wynosi 1 metr] Wiem, że muszę rozważyć wtórne modelowanie ścieżki i modelowanie sprzężenia zwrotnego. Właściwie ukończyłem kodowanie FBFxLMS (algorytm sprzężenia zwrotnego filtrowany x algorytm LMS), ale z tym też nie mam żadnych rozsądnych wyników.

Przeczytałem w 2-3 miejscach, że bez odpowiedniego projektu akustycznego nie jest możliwe skuteczne zmniejszenie hałasu. Cytowanie z tej papierowej strony 5

„Jeśli konstrukcja akustyczna systemu nie jest zoptymalizowana, sterownik cyfrowy może nie być w stanie odpowiednio tłumić niepożądanego hałasu.”

Używam tego papieru jako mojego głównego odniesienia.
Jedyne, o czym wiem, to stosowanie dźwięków o niskiej częstotliwości (<= 500 Hz) do rozważenia propagacji fali dźwiękowej jako płaskiej fali akustycznej. Nie jestem całkowicie świadomy żadnych innych szczegółów, jak ulepszyć mój projekt akustyczny.

Zastanawiam się, jak poprawić projekt akustyczny mojego zestawu, aby skutecznie eliminować hałas?
Jakie problemy wiążą się z wykorzystaniem tylko kartonu do symulacji środowiska otworu wentylacyjnego?

Proszę o pomoc, jeśli ktoś ma doświadczenie w projektowaniu ANC lub akustycznym.

Edycja:
Po prostu używam tego modelu jako prototypu, aby zademonstrować skuteczne i kontrolowane aktywne usuwanie szumów. Nie mam żadnego praktycznego modelu do porównania (w tej chwili!).
Szukam użytecznych referencji lub wcześniejszych prac dotyczących akustycznego projektowania Active Noise Cancellation (ANC).

Edycja2:
Więcej szczegółów:
1. Na zdjęciu właśnie został zainstalowany głośnik przeciwszumowy bez odpowiedniego uszczelnienia.

Nie sądzę, aby w komentarzu było wystarczająco dużo miejsca, aby dodać to wszystko, dlatego publikuję to jako odpowiedź.

1. Co masz na myśli mówiąc „Wdrożyłem LMS w Labview”? Co to jest LMS?
2. Jakiej karty FPGA używasz? Czy jest to gotowa część, czy sprzęt do domowego parzenia?
3. Nie jesteś zadowolony ze swoich wyników testu - jakie one są? Czy możesz publikować przed i po wynikach spektralnych?
4. Jak symulujesz hałas?
5. Jak mierzysz wyjście audio? Widzę tylko dwa głośniki i kartonowy kanał.
6. Jaki jest cel tego kanału? Czy próbujesz symulować większy system kanałów? (Należy pamiętać, że kanały mają własny zestaw właściwości akustycznych)
7. Jak porównywane są wymiary kanału z symulowanym systemem kanałów? (Zakładając, że to jest powód dla kanału - dlaczego w ogóle to robisz, wciąż nie jest jasne) (Wymiary oznaczają długość, szerokość, wysokość, liczbę zakrętów itp.)
8. Jak głośniki są wkładane do kanału? Czy to tylko dziura, przed którą się opierają? Czy dziury są uszczelnione?
9. Czy wziąłeś pod uwagę fakt, że stawianie czoła głośnika o kanał tworzy rezonator Helmholtza z otworem i korpusem głośnika? Lepiej będzie użyć tylko stożka głośnika zamiast całego korpusu głośnika.

Ogólnie rzecz biorąc, patrząc na twoją konfigurację, założę się, że nie masz mikrofonu umieszczonego obok głośnika z redukcją szumów, więc nie działasz na podstawie rzeczywistej wielkości i fazy szumów na głośniku z redukcją szumów, aby faktycznie poprawnie anulować .

Chciałbym również wskazać, podobnie jak powyżej, że twój „kanał” jest bardzo słabo uszczelniony, a fakt ten, w połączeniu z materiałem (kartonem), który wybrałeś do użycia, oznacza, że ​​komora nie rezonuje w częstotliwość, którą chcesz, nawet jeśli dokładnie reprezentowała twój końcowy system, co szczerze wątpię, że tak.

Wciąż wspominam, jak twój kanał testowy wypada w porównaniu z rzeczywistym kanałem, ponieważ dłuższe kanały dodają impedancję akustyczną, a więc nawet jeśli test „skali” działa dobrze, może nadal nie działać poprawnie po zainstalowaniu w systemie. Testowanie skali i prawidłowe ustawianie współczynników skali jest nauką samą w sobie.

Jakie zasoby wykorzystałeś do tej pory w pracy nad tym projektem?

Pierwszy duży problem dotyczy umiejscowienia głośników; głośnik „przeciwzakłóceniowy” powinien znajdować się jak najbliżej głośnika „przeciwszumowego”. Kolejny duży problem dotyczy używanych głośników; są zbyt małe jak na system o otwartym wolumenie. Nawet jeśli oba te problemy zostaną naprawione, wątpię, czy będziesz w stanie uzyskać znaczną redukcję hałasu.

Proste wyjaśnienie dotyczące redukcji szumów, które można odczytać z boku zestawu słuchawek z redukcją szumów, jest bardzo uproszczone. To, co faktycznie robią słuchawki z redukcją szumów, to nie dodawanie „przeciwzakłóceniowego”; raczej starają się utrzymać stałe ciśnienie wewnątrz zamkniętego systemu słuchawek w obecności zakłóceń ciśnienia z zewnątrz systemu. Nawet w tym małym zamkniętym systemie nie są one bardzo skuteczne, gdy długość fali dźwięku zbliża się do wielkości zamkniętej głośności (1 kHz = 34 cm to mniej więcej górna granica dla aktywnej eliminacji szumów w słuchawkach).

Jeśli odniesiesz sukces ze swoim systemem, będziesz musiał wybrać częstotliwości, które są jeszcze niższe niż częstotliwości, których obecnie próbujesz; Powiedziałbym, że powinieneś zacząć od 70 Hz. Przy tych częstotliwościach głośniki nie są w stanie poruszać wystarczającą ilością powietrza, aby wytworzyć skuteczny dźwięk zakłóceń lub anulowania; potrzebujesz czegoś bardziej podobnego do subwoofera o rozmiarze co najmniej 6 cali.