Buch, Deutsch, 120 Seiten, GB, Format (B × H): 140 mm x 210 mm
Reihe: Berichte aus dem imr
Buch, Deutsch, 120 Seiten, GB, Format (B × H): 140 mm x 210 mm
Reihe: Berichte aus dem imr
ISBN: 978-3-944586-33-5
Verlag: TEWISS
Verstärkt durch die Forderung nach hoher Mobilität und der damit zusammenhängenden
Nutzung von Verkehrsmitteln, nimmt die Schallbelastung heutzutage immer weiter
zu. Eine Möglichkeit, diese Dauerbelastung der Ohren zu reduzieren, bieten Kopfhörer
mit aktiver Schallreduktion (ANC). Zurzeit sind vor allem ohrumschlie ßende oder
-aufliegende Kopfhörer mit meist statischen und vereinzelt adaptiven ANC-Algorithmen
am Markt erhältlich.
Im Bereich der Audiowiedergabe bieten In-Ear-Kopfhörer häufig eine kostengünstige
Alternative zu diesen Muschelkopfhörern. Deswegen wird in dieser Arbeit, die in Kooperation
mit der Firma Sennheiser electronic entstand, ein Beitrag zur aktiven Schallreduktion
mit In-Ear-Kopfhörern geleistet. Dabei liegt der Fokus auf der Feedback-Regelung
(FB). Diese wird sowohl statisch als auch adaptiv nicht nur realisiert, sondern ihre Wirkung
auch durch Probandenmessungen validiert.
Probandenmessungen der Sekundärstrecke (Regelstrecke) zeigen jedoch ein entscheidendes
Problem bei den verwendeten In-Ear-Kopfhörern: ausgeprägte interpersonelle
Varianzen. Diese schränken die Übertragbarkeit von Messungen an Testköpfen auf den
Menschen ein. Das wiederum bedeutet, dass am Testkopf ausgelegte Regler zu instabilem
Regelkreisverhalten beim Menschen führen können.
Zur Lösung wird ein Verfahren vorgestellt, welches auf der Separierung dieses Problems
basiert. Dazu werden die Probandenmessungen der Sekundärstrecke mit Hilfe der Berechnung
des Cepstrums in ihren minimalphasigen Anteil und ihren Allpass zerlegt. Das
Allpassverhalten zeigt für die verwendeten Kopfhörer über alle Probandenmessungen nahezu
identische Verläufe. Darauf aufbauend können für dieses Allpassverhalten und für
ein gegebenes Störspektrum statische Regler durch Optimalregelung ermittelt werden.
Anschlie end wird durch die Verwendung eines inversen Modells der minimalphasige
Anteil im Mittel ausgeglichen und somit ein statischer Regler entworfen.
Angelehnt an dieses Verfahren wird ein volladaptiver Feedback-Regler für In-Ear-Kopfhörer vorgestellt, auf einer Echtzeitplattform umgesetzt und probandenbasiert validiert.
Dieser adaptive Regler basiert auf einer Online-Identifikation der Regelstrecke und einer
anschließenden Adaption mit Hilfe eines geschätzten Störsignals. Bei den Betrachtungen
steht die Recheneffizienz, die Beschränkung der Stellgrößen, die Konvergenz der Adaption
und die Stabilität des Regelkreises besonders im Fokus.
Abschließend zeigen probandenbasierte Untersuchungen, dass der statische und der
adaptive Regler für die getesteten realitätsnahen Störanregungen zu guten aktiven Dämpfungen
führen. Zur Bewertung der Ergebnisse werden neben den quantitativen Messungen
der Dämpfungen auch Bewertungsbögen von Probanden ausgefüllt.
