Fachhochschule Wolfenbüttel Sennheiser electronic GmbH & Co. KG

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Fachhochschule Wolfenbüttel Sennheiser electronic GmbH & Co. KG"

Alma Brinkerhoff
vor 5 Jahren
Abrufe

1 Sennheiser electronic GmbH & Co. KG Michael Przybilla Wennebostel,

2 Gliederung Was ist Antischall? Technische Umsetzung in Kopfhörer und Elektronik Erfahrungen aus der Praxis Problem: Ursache: Die Lösung: Umsetzung: Die Regelung schwingt Vorraumresonator Spektrale Betrachtung Der neue Messplatz Schwachstellen und weitere Verbesserungen 2

3 Was ist Antischall? Der Umgebungsschallwelle wird eine Schallwelle gleicher Frequenz und Amplitude mit 180 Phasendrehung überlagert Dabei liegen die Schwingungsknoten und Bäuche der Wellen dann genau aufeinander. Durch destruktive Interferenz löschen sich die beiden Wellen gegenseitig aus. 3

4 Technische Umsetzung Ein geschlossener rückgekoppelter Regelkreis aus Elektronik, Mikrofon und Schallwandler ist schwingfähig! 1. Die Phasenbeziehung zwischen dem aufgenommenen und abgegebenen elektrischen Signal muss einen systemspezifischen Abstand, den Phasenrand, einhalten und darf keinesfalls Null werden. Wird diese Bedingung verletzt folgt: 2. Die Kreisverstärkung des gesamten Regelkreises muss an den Stellen, an denen die erste Bedingung verletzt ist, kleiner als Eins sein. 4

5 Erfahrungen aus der Praxis Das System kann durch Abdecken der Schallaustritte zum Schwingen gebracht werden. Die maximal einstellbare Schleifenverstärkung allein recht jedoch nicht. Es schwingt dann bei ca. 4 khz Die Schwingneigung ist von der Schleifenverstärkung der NoiseGard Elektronik abhängig: Große Verstärkung Geringe Verstärkung -> System neigt stark zum Anschwingen -> System schwingt nicht an Das menschliche Ohr bei dieser Frequenz sehr empfindlich. Daher wird auch leichtes Anschwingen sehr deutlich wahrgenommen. 5

6 Simulation in Micro Cap 8 Der Phasengang am Ausgang der Elektronik ist ab 2kHz sehr nahe an der 360 Linie 6

7 Messung der Schleifenverstärkung des offenen Regelkreises Die Phasenbedingung ab 2kHz verletzt! Aber die Amplitudenbedingung wird immer eingehalten Wo steckt der Gremlin? Verstärkung / db Schleifenverstärkung des offenen Regelkreises Frequenz / Hz 25% : Amplitude 33% : Amplitude 50% : Amplitude 66% : Amplitude 75% : Amplitude 100% : Amplitude 25% : Phase 33% : Phase 50% : Phase 66% : Phase 75% : Phase 100% : Phase Phase / 7

Theorie: Es bildet sich ein Vorraumresonator Luftmasse im Rohr Volumen als

Volumen und die Masse der Luft in der Ohrmuschel bildet vor der Membran

Die räumlichen Abmaße der Ohrmuschel begünstigen einen Resonator für 4 khz

8 Theorie: Es bildet sich ein Vorraumresonator Luftmasse im Rohr Volumen als Feder Resonanzfall ² c² V A l w R Passender Abstand d r c 4 3 Membran Das Volumen und die Masse der Luft in der Ohrmuschel bildet vor der Membran ein schwingfähiges System wenn die Schallaustritte abgedeckt werden. Die räumlichen Abmaße der Ohrmuschel begünstigen einen Resonator für 4 khz Dadurch wird die Schleifenverstärkung des geschlossenen Kreises angehoben 6 f 4 8

9 Der Lösungsansatz für den Abgleich Phasenmessungen, um die Durchtrittsfrequenz zu finden, sind viel zu langsam Es bildet sich jedoch ein Peak im Amplitudenspektrum aus. Dieser ist im Amplitudenspektrum leicht zu erkennen. Standard: Besser: Das System wird mit weißem Rauschen angeregt und das Signalspektrum bewertet. Synchrone FFT -> ATS FastTEST» Die Periodendauern der Töne des Generators sind genau auf die Sampletime der FFT angestimmt.» Es treten keine Phasensprünge auf, also ist keine Fensterfunktion nötig.» Das Gesamtsystem reagiert auf entspr. PC in Echtzeit 9

10 Frequenzgangmessung und Abgleich kombinieren Kein Umsetzen des Hörers auf verschiedene Koppler mehr nötig Einfacherer Ablauf: Varianten: Der Prüfer wird vom System geführt Es können verschiedene Referenzdaten im System hinterlegt werden. Daraus folgt eingleichbleibender Arbeitsablauf, denn alle Varianten können am selben Messplatz geprüft werden. Zeitersparnis: 55% gegenüber dem alten System 10

11 Ablauf: Schritt 1 - Modellauswahl 11

12 Ablauf: Schritt 2 - Frequenzgangmessung 12

13 Ablauf: Schritt 3 - Gleichlauf 13

14 Ablauf: Schritt 4 Referenzspektrum speichern 14

15 Ablauf: Schritt 5 - Abgleich 15

16 Ablauf: Schritt 6 Abgleich in Ordnung 16

17 Ablauf: Schritt 7 Gleichlauf der Kompensation 17

18 Schwachstellen und weitere Verbesserungen Die KE-4 Mikrofone im Koppler sind nicht langzeitstabil genug Kalibrieren an Hand von Referenzhörern nötig Neuer Koppler mit B&K Messmikrofonen wird zur Zeit von FST entworfen Gleichzeitige Darstellung von Prüfschritt 6 & 7 im Display Verbesserung der Messsoftware im ATS durch Audio Precision Elektronische Potentiometer in der NoiseGard Elektronik Dadurch wird eine Abgleich ohne jeden menschlichen Eingriff nötig. Die Kurve wird schrittweise Abstimmung des Potis an den Grenzwert angenähert. 18

Ähnliche Dokumente

G S. p = = 1 T. =5 K R,db K R

G S. p = = 1 T. =5 K R,db K R TFH Berlin Regelungstechnik Seite von 0 Aufgabe 2: Gegeben: G R p =5 p 32ms p 32 ms G S p = p 250 ms p 8 ms. Gesucht ist das Bodediagramm von G S, G R und des offenen Regelkreises. 2. Bestimmen Sie Durchtrittsfrequenz