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【发明授权】频率自适应有源吸声系统_上海交通大学_202110076880.0 

申请/专利权人:上海交通大学

申请日:2021-01-20

公开(公告)日:2022-11-25

公开(公告)号:CN112927671B

主分类号:G10K11/178

分类号:G10K11/178

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.11.25#授权;2021.06.25#实质审查的生效;2021.06.08#公开

摘要:本发明提供了一种频率自适应有源吸声系统,其特征在于,包括程控可变负电容电路、压电片、信号调理电路、峰值检波电路、自动增益电路、采样电路和单片机;所述程控可变负电容电路分别与单片机和压电片相连接,所述压电片与信号调理电路相连接,所述信号调理电路与峰值检波电路相连接,所述峰值检波电路与自动增益电路相连接,所述自动增益电路与采样电路相连接,所述采样电路与单片机相连接。本发明提供的频率自适应有源吸声系统具有更优秀的动态特性和更宽的适用范围,具备了自适应的系统特性,可以跟随变化的目标频率。

主权项:1.一种频率自适应有源吸声系统,其特征在于,包括程控可变负电容电路、压电片12、信号调理电路、峰值检波电路、自动增益电路、采样电路和单片机;所述程控可变负电容电路分别与单片机和压电片12相连接,所述压电片12与信号调理电路相连接,所述信号调理电路与峰值检波电路相连接,所述峰值检波电路与自动增益电路相连接,所述自动增益电路与采样电路相连接,所述采样电路与单片机相连接;频率自适应有源吸声系统基于一种双层结构模型:上层为超材料系统,下层为一片厚铝板17,上下层中间有一层空气腔15;超材料系统包括一块基板13、一片压电片12和一个质子11,基板13边缘的边界条件为固定约束,压电片12的上下表面分别贴有电极薄膜以便外接调节电路19;利用所述压电片12两端的电压表征吸声系数的大小;压电片12两端电压最大,吸声系数最大,电压是通过反馈电路来调节;所述压电片12接收声音信号并将声音信号转化为正弦信号进行峰值提取,得到信号幅值并输入到反馈网络中,得到控制量并输入到调节电路19中,将电荷输入到压电片12中;所述压电片12与程控可变负电容电路并联构成整个系统的前端;所述压电片12接收声压激励并产生电压,所述信号调理电路对电压进行整流和滤波,得到峰值信息;所述单片机通过调节数字电位器进行放大倍数的调节,并对数值进行缩放、补偿,计算出实际幅值;所述单片机对接收到的数据进行判断,发出控制指令,通过串口发送至程控可变负电容电路中的数字电位器,对负电容的容值进行调节;通过串并联可调电位器进行阻值细分,模拟了电阻箱的功能;等效负电容的容值变化遵循如下调节规律: 其中Rfix为放大器同向端固定电阻,Radj为放大器同向端的可调电阻,C0为放大器反向端固定电容;所述压电片12两端并上负电容电路时,负电容改变压电片12的杨氏模量: 其中,Y为杨氏模量,Y0为压电片12短路时的杨氏模量,k31为机电耦合系数,C为负电容,Cs为压电片12内电容;负电容的引入改变了杨氏模量,改变了压电片12的刚度,由于中心频率公式: 其中f0为中心频率,m为质量,k为刚度,因此刚度的变化改变了系统的中心频率。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 上海交通大学 频率自适应有源吸声系统

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