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Prof. Dr.-Ing. P. Vary
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Kolloquium Kommunikationstechnik

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Dienstag 11. Oktober 2016 10:00

20.10.2016 -Vortrag: Digitale Robuste Regler für die aktive Störgeräuschunterdrückung in Kopfhörern und Hörgeräten

Vortragender:

Jonas Sautter, Masterstudent

Thema: 

"Digitale Robuste Regler für die aktive Störgeräuschunterdrückung in Kopfhörern und Hörgeräten"

Datum:

Donnerstag, 20. Oktober 2016

Zeit:

10:00 Uhr

Ort:

Hörsaal 4G des IKS

Viele Menschen sind zunehmend Umgebungslärm oder lauten Geräuschen am Arbeitsplatz ausgesetzt. Die Folgen davon reichen von Konzentrationsproblemen bis hin zu irreversiblen Schäden am menschlichen Gehör. Hochfrequente Störgeräusche werden häufig durch passive Methoden gedämpft. Tiefe Frequenzanteile können so nicht effektiv gedämpft werden. Die aktive Störgeräuschkompensation (Active Noise Cancellation, ANC) bietet eine Möglichkeit, Störgeräusche insbesondere bei tiefen Frequenzen durch destruktive Interferenz mit einem Kompensationssignal zu reduzieren.

In dieser Arbeit geht es um die Realisierung von Reglern zur aktiven Störgeräuschkompensation in Kopfhörern und Hörgeräten. Dabei stellen die veränderlichen akustischen Übertragungsfunk- tionen eine große Herausforderung dar. Adaptive Systeme können sich an kleine Veränderungen anpassen, jedoch ist es schwierig, die Stabilität der Adaption zu gewährleisten. Daher werden bei der Realisierung feste Regler genutzt, die für geringe Abweichungen die Stabilität und die Performance des Systems garantieren können.

Die Realisierung des ANC Systems erfolgt mit einem ANC-In-Ear-Kopfhörer. Dieser beinhaltet neben dem Lautsprecher zwei Mikrofone, ein Referenzmikrofon außen am Kopfhörer und ein Fehlermikrofon innen in der Nähe des Lautsprechers. Durch diese beiden Mikrofone wird es ermöglicht, sowohl Feedback als auch Feedforward Regler zu entwerfen. Eine Realisierung eines reinen Feedback Reglers wurde bereits durchgeführt. Ziel dieser Arbeit ist es, hierauf aufbauend Feedforward und kombinierte hybride Regler zu implementieren.

Zum Entwurf der Regler wird die Methode der H∞ Optimierung aus dem Bereich der ro- busten Regelungstechnik verwendet. Dafür werden die akustischen Pfade und deren maximal auftretenden Abweichungen benötigt. Diese wurden durch mehrere Messungen mit verschiede- nen Personen und variierender Position der Kopfhörer möglichst vollständig bestimmt. Die Positionen wurden so gewählt, dass sie alle möglichen Szenarien möglichst gut abdecken. Es wurden Feedback und Feedforward Regler sowie hybride und kaskadierte Regler ent- worfen. Die Stabilität und die Performance dieser Regler wurde untersucht und mittels Echtzeitmessungen verifiziert.

 


Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich.