TU Berlin

Fachgebiet Elektromechanische KonstruktionenSmartSound

Inhalt des Dokuments

zur Navigation

SmartSound

Lupe

In vielen Alltagssituationen erweist sich die Wiedergabe von Audioinformationen als sehr schwierig. So wird die Sprachverständlichkeit in akustisch ungünstigen Räumen, wie z.B. in Bahnhöfen oder Flughäfen häufig als schlecht empfunden und Durchsagen sind unverständlich. Hauptgrund für die schlechte Klangqualität sind oft große Räume mit schallharten Wänden. Die Schallwellen werden mit unterschiedlicher Zeitverzögerung fast ohne Dämpfung von den Wänden zurückgeworfen und das Klangbild „verschwimmt“. Um den Sprachverständlichkeitsindex (Speech transmission index: STI) zu erhöhen werden viele Ansätze verfolgt, wie zum Beispiel stark gerichtete Schallquellen einzusetzen oder durch den Einsatz von Absorbern an Wänden und Decken den Nachhall im Raum zu reduzieren.

Deutlich effektiver erweist es sich jedoch, durch Wellenfeldsynthese eine große Anzahl von Lautsprechern beliebige Schallfelder zu synthetisieren. So können nicht nur sehr gerichtete Schallquellen simuliert werden, sondern auch durch gezielte, negative Interferenz Boden- und Wandreflexionen ausgelöscht werden. Weiterhin erlaubt die Technologie, unterschiedliche Audioinhalte an unterschiedliche Positionen im Raum wiederzugeben, so dass „Personal-Audio“ ganz ohne Kopfhörer realisiert werden kann. Hierfür wird jedoch eine enorm hohe Anzahl von Lautsprechern benötigt.

Während softwareseitig in den vergangenen Jahrzehnten enorme Fortschritte auf diesem Gebiet erzielt wurden, ist nun der Schallwandler selbst der limitierende Faktor ist. Hohe Kosten, großer Bauraum und hohes Gewicht konventioneller, elektrodynamischer Lautsprecher beschränken meist die Einsatzbereiche von WFS. Erwünscht sind möglichst kleine, kostengünstige Lautsprecher, die einen großen Teil des hörbaren Spektrums abdecken. Herkömmliche Schallwandler sind aus zahlreichen Gründen dafür nur schlecht geeignet.

Elektroaktive Polymere (EAP) und insbesondere die Unterklasse der dielektrischen Elastomere (DE) bieten die Möglichkeit, besonders leichte, flache und beliebig skalierbare Lautsprecher zu fertigen, die besonders gut für den Aufbau von Arrays geeignet sind. Das Prinzip des Buckling-Lautsprechers besteht darin, dass sich die Fläche einer DE-Membran unter angelegter Spannung vergrößert. Eingeklemmt in einen Ring wölbt sich die Membran auf, so dass sich eine sphärische Form der Membran bildet. Eine der Gleichspannung überlagerte Signalspannung führt dann zu Schallabstrahlung.

Ziel des Projekts „SmartSound“ ist es, ein Lautsprecher-Array auf Basis dielektrischer Elastomere zu entwickeln, das den Anforderungen der Wellenfeldsynthese nachkommt (kleine, leichte, flache Einzellautsprecher mit breitem Wiedergabespektrum). Dabei soll das Lautsprecherkonzept des „Buckling Actuators“ verwendet werden, das am Fachgebiet Elektromechanische Konstruktion der TU Berlin untersucht wurde. Es wird außerdem eine geeignete Hochspannungselektronik für die Lautsprecher entwickelt werden. Es soll dann moderne WFS-Software zum Einsatz kommen, um eine Vielzahl der Lautsprecher anzusteuern und die Schallabstrahlung gezielt zu kontrollieren.

Navigation

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe