臺灣博碩士論文加值系統

此篇論文應用主動噪音控制(Active Noise Control, ANC)技術來消除管路內的大型風扇噪音。錄製風扇噪音前使用了取樣管來包覆麥克風，進而避免讓麥克風收到風切以及湍流聲，在演算法部分上，我們使用了前饋式、回饋式、混合式、有限脈衝響應的回饋中和演算法，以及無限脈衝響應的回饋中和演算法來消除管路內的風扇噪音。此篇論文有使用白噪音以及風扇噪音在管路內播放，實驗結果可以讓白噪音消除18 dBA左右，在實際錄製的風扇噪音聲可以消除15dBA，進而實現管路消除噪音的研究。

This thesis applies active noise control techniques to cancel large fan noise and white noise in a duct. A probe-tube microphone is designed for measuring noise in windy environment to avoid wind interference. We apply feedforward, feedback, hybrid and using FIR filters with feedback neutralization, and IIR filters with feedback neutralization algorithms for the experiments. Really time experimental results show the performance of the white noise cancelation in the duct is 18 dB(A), and 15dB(A) for the fan noise.

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 背景與研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究方法 3
1.4 章節架構 4
第二章 取樣管的設計與結果 5
2.1 取樣管介紹 5
2.2 取樣管設計 5
2.3 實驗設置 6
2.4 實驗結果 7
2.4.1 取樣管材質結果 9
2.4.2 取樣管長度結果 10
第三章 噪音控制系統 14
3.1 被動噪音控制(Passive Noise Control) 14
3.2 主動噪音控制(Active Noise Control) 14
3.2.1 前饋式架構(Feedforward) 17
3.2.2 回饋式架構(Feedback) 19
3.2.3 混合式架構(Hybrid) 21
3.2.4 使用FIR濾波器的回饋中和式架構(Feedback Neutralization) 24
3.2.5 使用IIR濾波器的回饋中和式架構(Feedback Neutralization) 26
3.3 硬體架構 29
第四章 管路型噪音之ANC實驗與探討 31
4.1 因果關係(Causality) 32
4.2 聲學回授(Acoustic Feedback) 36
4.3 管路節點(Node) 40
4.4 ANC實驗結果分析 38
4.4.1 取樣頻率 43
4.4.2 次級路徑 44
4.4.3 前饋式架構(Feedforward) 45
4.4.4 回饋式架構(Feedback) 47
4.4.5 混合式架構(Hybrid) 49
4.4.6 使用FIR濾波器的回饋中和式架構(Feedback Neutralization) 51
4.4.7 使用IIR濾波器的回饋中和式架構(Feedback Neutralization) 53
第五章 結論與未來展望 55
5.1結論 55
5.2未來展望 55
參考文獻 56

圖目錄
圖 2.1 SHURE 麥克風 5
圖 2.2 取樣管設計, (A)取樣管整體圖, (B)流線頭設計 6
圖 2.3 風扇(LARGE FAN NOISE), (A)整體圖, (B)末端風扇部分 6
圖 2.4 取樣管放置位置 7
圖 2.5 錄音機 TASCAM DR-680MKII 7
圖 2.6 被風切影響前後比較圖 7
圖 2.7 麥克風沒有被風切影響的位置 8
圖 2.8 取樣管使用布條及透氣膠帶材質 9
圖 2.9 取樣管長度結果,(A)50 公分,(B)40 公分,(C)30 公分,(D)20 公分,(E)10 公分,(F)5 公分,(G)2 公分 12
圖 2.10 綜合比較不同取樣管長度結果 13
圖 3.1 噪音抑制示意圖 14
圖 3.2 次級路徑估測方塊圖 15
圖 3.3 前饋式架構圖 17
圖 3.4 FXLMS 演算法的前饋式系統方塊圖 18
圖 3.5 回饋式架構圖 19
圖 3.6 FXLMS 演算法的回饋式系統方塊圖 20
圖 3.7 混合式架構圖 21
圖 3.8 FXLMS 演算法的混合式系統方塊圖 22
圖 3.9 使用 FIR 濾波器的回饋中和式架構圖 25
圖 3.10 使用 IIR 濾波器的回饋中和式架構圖 27
圖 3.11 TMS320C6713 DSK 29
圖 3.12 A/D 轉換板 DSK6713IFB 30
圖 3.13 MAZ291 交換式電容低濾波器 30
圖 4.1 管路設計, (A)實驗設置, (B)六吋喇叭 (C)MEMS 麥克風 31
圖 4.2 參考麥克風位置 32
圖 4.3 不同參考麥克風到次級喇叭的距離,(A)130 公分, (B)110 公分, (C)90 公分, (D)70 公分, (E)50 公分35
圖 4.4 管路聲學回授 36
VII
圖 4.5 回授路徑的頻率響應, (A)130 公分, (B)110 公分, (C)90 公分, (D)70 公分, (E)50 公分 37
圖 4.6 利用前饋式演算法消除風扇噪音 . 38
圖 4.7 利用回饋中和式演算法消除風扇噪音 . 39
圖 4.8 管路節點. 40
圖 4.9 主要路徑的頻率響應 41
圖 4.10 580HZ 節點的頻率響應 41
圖 4.11 580HZ 麥克風節點位置 42
圖 4.12 1180HZ 節點的頻率響應 42
圖 4.13 1180HZ 麥克風節點位置 42
圖 4.14 次級路徑的頻率響應 44
圖 4.15 利用前饋式演算法消除風扇噪音(頻率響應) 45
圖 4.16 利用前饋式演算法消除風扇噪音(時頻圖) 46
圖 4.17 分貝計測量 DBA 值, (A)ANC OFF, (B)ANC ON 46
圖 4.18 利用回饋式演算法消除風扇噪音(頻率響應) 47
圖 4.19 利用回饋式演算法消除風扇噪音(時頻圖) 48
圖 4.20 分貝計測量 DBA 值, (A)ANC OFF, (B)ANC ON 48
圖 4.21 利用混合式演算法消除風扇噪音(頻率響應)49
圖 4.22 利用混合式演算法消除風扇噪音(時頻圖) 50
圖 4.23 分貝計測量 DBA 值, (A)ANC OFF, (B)ANC ON 50
圖 4.24 利用 FIR 濾波器的回饋中和式演算法消除風扇噪音(頻率響應) 51
圖 4.25 利用 FIR 濾波器的回饋中和式演算法消除風扇噪音(時頻圖) 52
圖 4.26 分貝計測量 DBA 值, (A)ANC OFF, (B)ANC ON 52
圖 4.27 利用 IIR 濾波器的回饋中和式演算法消除風扇噪音(頻率響應) 53
圖 4.28 利用 IIR 濾波器的回饋中和式演算法消除風扇噪音(時頻圖) 54
圖 4.29 分貝計測量 DBA 值, (A)ANC OFF, (B)ANC ON 54

表目錄
表一 100HZ-800HZ 白噪音 ANC 實驗參數 33
表二 風聲 ANC 實驗參數(FEEDFORWARD) 38
表三 風聲 ANC 實驗參數(USING FIR FEEDBACK NEUTRALIZATION) 39
表四 風聲 ANC 實驗參數(FEEDFORWARD) 45
表五 風聲 ANC 實驗參數(FEEDBACK) 47
表六 風聲 ANC 實驗參數(HYBRID) 49
表七 風聲 ANC 實驗參數(USING FIR FEEDBACK NEUTRALIZATION) 51
表八 風聲 ANC 實驗參數(USING IIR FEEDBACK NEUTRALIZATION) 53

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