1-dimensionaal systeem - vergelijkingen

Home ] Hoger ]

 

 

opmerking reflectiecoëfficiënt

Men beschouwt een buis met lengte L, waardoor geluid wordt gestuurd met een frequentie kleiner dan de afsnijfrequentie fc. Onder deze frequentie kunnen enkel vlakke geluidgolven (0-de orde modi) parallel aan de buis propageren.

Actieve geluidcontrole is gebaseerd op het compenseren van lawaai door antigeluid. Voor het beschouwde eendimensionaal probleem kan men het antigeluid opwekken met behulp van één extra geluidbron (= de secundaire geluidbron). Deze luidspreker wordt in de buis aangebracht door een gat te boren in de zijwand (zie figuur).

tube.gif (3811 bytes)

Het geluid dat door deze geluidbron wordt uitgezonden, wekt in de onmiddellijke omgeving van de bron een complex drukpatroon op. Dit drukpatroon kan beschreven worden met de verschillende eigenmodes van de buis. Echter, onder de afsnijfrequentie zullen enkel de nulde-orde modi kunnen propageren door de buis. Men kan de geluidbron dan beschouwen als een vlakke monopoolbron. Deze genereert een naar links en naar rechts propagerende vlakke golf beiden met gelijke amplitude. Voor een oneindig lange buis en in sinusregime worden deze drukgolven beschreven als

p(x) = ps e -ik |x-x0|

waarbij xo de positie van de luidspreker weergeeft, k het golfgetal en ps de door de secundaire bron gegenereerde amplitude. De verliezen in de buis worden verwaarloosd.

Bij combinatie met het geluid van de primaire bron en rekening houdend met een zekere reflectie van het geluid van de secundaire bron aan de primaire bron bekomt men de situatie geschetst in onderstaande figuur.

control.gif (3122 bytes)

 

Voorbij de secundaire bron in de richting van de uitgang bekomt men (x < xo)

ptot  =  0  =  ps e ik (x-xo)  +  R ps eik (x-xo - 2Lb)  +  pp e ik (x-xo - Lb)

met:

de constante R de drukreflectiecoëfficiënt aan de primaire bron (voor de eenvoud wordt R reëel beschouwd)
pp is de amplitude die wordt gegenereerd door de primaire bron ter hoogte van de bron
Lb is de afstand van de primaire bron tot de secundaire luidspreker.

Door ps gelijkt te kiezen aan

p_{s} = p_{p} \,\, \frac{e^{-ikL_{b}}}{1\,+\,Re^{-ikL_{b}}}

kan men de totale druk nul krijgen en dit voor alle x < xo.

Bemerk dat de gewenste secundaire druk evenredig is met de primaire (originele) druk, maar dat deze met een frequentieafhankelijke complexe factor vermenigvuldigd wordt.

Bemerk ook dat tijdens de geluidcontrole de reflectiecoëfficiënt aan de open uitgang niet van belang is.

© INTEC, Universiteit Gent

INTEC - RUG

Home Volgende

gewijzigd op 31/05/00

auteurs : Dick Botteldooren, Pieter Vandaele

reviewer : Raoul Meuldermans