سيستم وفقي كنترل نويز

اساس كار سيستم وفقي كنترل نويز استفاده از نويزي مشابه با 180 درجه اختلاف فاز است تا بتواند منبع نويز اوليه را خنثي كند . در شكل 1 سه سيگنال ، نويزاوليه ،شكل موج در فاز مقابل و نويز باقيمانده نشان داده شده است . اين روش در شكل 2 نمايش داده شده است ؛ در يان شكل ميكروفن نويز اوليه را دريافت مي كند ، سپس آن را وارون و تقويت مي كند و اين نويز به وسيله بلند گويي كه در محل مناسبي نصب شده است پخش مي شود . بدين ترتيب نويز اوليه به صورت موثري خنثي خواهد شد .اصول نظري اين سيستم نسبتا ساده است ، اما تا همين اواخر براي نصب در خوردروهاي موتوري مناسب نبوده است . علت، گستره وسيع فركانس هاس نويز توليد شده در اتومبيل و نياز به پاسخ بسيار سريع براي دست يابي به نتايج قابل قبول است . نويز فركانس پايين (hz 200 ˂ )صداي «غرش» ايجاد مي كند و خنثي كردن اين صدا با استفاده از روش هاي معمولي بسيار دشوار است .

شكل – 1

شكل – 2

• توصيف سيستم

وقت و پول زيادي صرف كاهش تراز سر وصداي اتاق شده است روشهاي مختلفي از قبيل به كارگيري مواد صدا گير فيا طراحي دسته موتورها و اگزوز هاي مخصوص و استفاده از ميل تعادل در موتور امتحان شده است . با وجود اين ، بازهم نياز به كاهش بيشتر سر وصدا حس مي شود و بدين ترتيب سيستم گرانتر خواهد شد . امروزه در داخل اتاق بيشتر اتومبيلها نوعي صداي غرش فركانس پايين ، حتي در صورت استفاده از روشهاي صداگيري ،شنيده مي شود ،روند فعلي مبني بر ساخت اتومبيلهاي سبكتر بت استفاده از ورق هاي نازكتر اين مشكل را تشديد مي كند با استفاده از روش هاي متعارف مي توان بعضي از فركانس ها را حذف كرد ،اما حذف همه فركانس ها امكان پذير نيست .

استفاده از سيستم وفقي كنترل نويز در اتومبيل مستلزم ابداع پردازشگر سيگنال رقمي با سرعت زياد و نيز درك كامل ديناميك توليد صدا در خودرو بود . موتور چهار سيلندري كه با دور 600تا 6000 دور در دقيقه كار مي كند ، فركانس جرقه زني حدود 20 تا 200 هرتز دارد . در بعضي دورهاي بحراني خاص ،صداي غرش ناخوشايندي توليد مي شود . بعضي لاستيكها و سيستم هاي تعليق سفت نيز نويز فركانس پايين ايجاد مي كنند . شركت مهندسي لوتوس سيستمي ابداع كرده است كه در آن 8 ميكروفن در سقف اتومبيل نصب مي شود تا از نويز نمونه گيري كنند .در اين سيستم يك پردازشگر سيكنال رقمي انرژي فشار صوتي ميانگين را در داخل اتاق اندازه گيري مي كند و براساس اين اندازه گيري به تنظيم فاز و دامنه سيگنالهاي در فاز مقابل مي پردازد . اين سيگنالها از طريق بلند گوي داخل اتاق پخش مي شود تا ، از طريق اندازه گيري سيگنال خطاي ميكروفن ها ،نويز به حداقل برسد . در طي زماني در حدود 70 ميلي ثانيه مي توان به حداكثر نويز فعال دست يافت . اين سيستم به يك مجموعه بلندگو با كيفيت بالا نيازمند است . اين بلندگوها با تواني تا حدود 40 وات RMS داشته باشند . اين توان براي بسياري از سيستمهاي صوتي مدرن اتومبيل عادي است . در شكل 22 طرح يك سيستم وفقي كنترل نويز نشان داده شده است . بيشترين تاثير اين سيستم در خودرو هاي كوچك بوده است كه توانسته است ميزان نويز را تا 80 درصد كاهش دهد .

• پيشرفتهاي نوين

شركت مهندسي لوتوس سيستمي شبيه به سيستم وفقي كنترل نويز را در دست ابداع دارد . اين سيستم در واقع نوعي دسته موتور هيدروليكي است كه يك سيستم كنترل الكترونيكي ، در پاسخ به ارتعاشات موتور ، آن را كنترل مي كند . بعضي از سازندگان از نوع سادتر اين دسته موتور استفاده مي كنند كه بين دو وضعيت نرم و سفت تغيير مي كند . ادعا مي شود كه كار اين سيستم لوتوس معادل با كارايي حدود 45 كيلوگرم ماده صدا گير است .

يك شركت سازنده اگزوز ، به نام واكر ، يك منبع اگزوز فعال (شكل 3 ) يراي كاهش صدا ابداع كرده است . قلب اين سيستم يك پردازشگر رقمي است . در اين سيستم از دو ورودي استفاده مي شود : يك ميكروفون كه صداي لوله اگزوز را اندازه گيري مي كند و يك حسگر دور موتور، اين سيستم سيگنال در فاز مقابل صحيح را محاسبه و آن را از طريق بلندگوي مخصوصي پخش مي كند. صداي باقي مانده اندازه گيري و سيستم تنظيم مي شود. چون اين سيستم خود فراگير است، خود را با صداي متغير موتوري كه كم كم كهنه مي شود وفق مي دهد.

شكل – 3

با استفاده از منبع اگزوز فعال، جريان گاز خارج شده از مبدل كاتاليزوري مستقيما از سيستم عبور مي كند و بيرون مي رود. در نتيجه عملكرد موتور بهبود مي يابد و اين به معناي كاهش مصرف سوخت است. با استفاده از اين سيستم مصرف سوخت، به طور ميانگين، به اندازه 5 درصد كاهش مي يابد. انتظار مي رود كه در جامعه اروپا مقررات جديدي در مورد صداي اگزوز وضع شود.آموزش مكانيك خودرو در حال حاضر ماكزيمم صداي مجاز در آلمان 77 دسي بل A است. در صورتي كه مقررات سخت تر شود، بايد از منبع اگزوزهاي بزرگتر استفاده كرد؛ در اين صورت ممكن است منبع اگزوز فعال با استقبال عامه رو به رو شود.