一個將要被控制的噪聲場被稱為初級聲場，其聲源為初級聲源，所產(chǎn)生的噪聲為初級噪聲或初級聲波。人為產(chǎn)生的、用于抵消初級噪聲的“反”噪聲稱為次級噪聲或次級聲波，形成的聲場為次級聲場；產(chǎn)生次級噪聲的作動器稱為次級作動器，如果該作動器為聲源，則稱為次級聲源；如果為力源，則稱為次級力源。在空間某一點，通過初級聲波與次級聲波的相消性干涉達到降噪目的的噪聲控制方式稱為有源噪聲控制。

簡介有源噪聲控制，簡稱為ANC，是指有目的地人為產(chǎn)生次級聲信號去控制原有噪聲的概念與方法；其中以降低噪聲為目的的亦常稱為有源降噪、有源噪聲衰減或反聲技術(shù)；而有源降噪中，原有噪聲的能量被次級聲源吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的特別情況又稱為有源消聲或有源吸聲。相應(yīng)地，能夠?qū)崿F(xiàn)上述這些功能的設(shè)備或器件分別稱為有源控制器、有源衰減器、有源吸收器等等。將有源控制方法用于一般的噪聲防護或電聲器件以提高其抗噪性能時，均在原有器件的名稱前冠“有源”的字頭，如有源護耳器，有源抗噪聲送、受話器等。由于有源控制系統(tǒng)實際上是電子、電聲技術(shù)在噪聲控制中的應(yīng)用，所以又常稱之為電子抗噪器件，如電子吸聲器等等1。

有源噪聲控制的機理有源噪聲控制有三種基本機理可以解釋區(qū)域內(nèi)聲能量的流向：能量反射、能量吸收和能量存儲。在一個特定的有源噪聲控制問題中，這三種機理也可能同時存在。對于前兩種機理究竟哪一種起作用，決定于次級聲源的空間輻射特性，而第三種機理總是伴隨著前兩者之一存在著，它的影響與初級聲源的距離有關(guān)。

聲場中能量反射可以用干涉原理來解釋，它使聲能在空間重新分布，聲能從相消干涉區(qū)轉(zhuǎn)給相長干涉區(qū)。例如在管道有源降噪系統(tǒng)中，在下游區(qū)消聲的條件下，將聲能反射回上游形成駐波場。

能量吸收可以用JMC理論（由Jessel，Mangiante，Canevet創(chuàng)立的理論）來解釋。在JMC理論出現(xiàn)以前，有源噪聲控制系統(tǒng)中次級聲源均使用點聲源。這時空間內(nèi)部分區(qū)域中噪聲降低，必然會引起另外某些區(qū)域內(nèi)的噪聲升高，降噪原理是聲能量從一個區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個區(qū)域。當(dāng)把點聲源降噪方法用到三維空間時，就只能得到局部區(qū)域的降噪效果。JMC理論利用惠更斯原理解決了這一困難，將包圍初級聲源的閉合曲面作為次級聲源，使初級聲源變成一個具有吸收截面的能量陷阱，而令傳播到一定區(qū)域內(nèi)的聲能變成抗性而不傳播能量，并且逐漸通過吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋＠缭诠艿纼?nèi)由兩個揚聲器單元組成的次級聲源，在滿足單指向性條件下就會吸收初級聲源的能量，并以熱能形式消耗在音圈上。吸收能量的過程是聲波在揚聲器之間作往復(fù)反射和吸收。

應(yīng)該指出，多極子理論與JMC理論在概念上不完全相同。在JMC理論中，次級聲源輻射不會對初級聲源的輻射阻抗和初、次級聲源之間的聲場產(chǎn)生任何影響，噪聲能量是單向地從初級聲源流向次級聲源。但是JMC理論可以用多極子聲源來解釋：因為惠更斯原理指出，一個聲源向任意封閉曲面外輻射的聲場都可以用該曲面上分布聲源的輻射來替代。若把這一分布聲源離散化，就可以得到許多點聲源；JMC理論就相當(dāng)于在這些點聲源附近布置了三極子次級聲源，從而在該面上形成一系列四極子聲源，降低了封閉曲面以外的噪聲場。

有源噪聲控制系統(tǒng)的構(gòu)成一個有源噪聲控制系統(tǒng)包括兩部分或兩個子系統(tǒng)：傳感-作動和控制器。傳感-作動中的傳感器包括參考傳感器和誤差傳感器（如果它們?yōu)閭髀暺?，則稱為參考傳聲器和誤差傳聲器），作動器為產(chǎn)生次級聲場的次級聲源（揚聲器）或次級力源（激振器），有時簡稱次級源；控制器包括硬件和軟件，其中軟件以實現(xiàn)有源控制算法為目的，而硬件為軟件提供物理平臺。如果有源控制系統(tǒng)只包含一個次級源和一個誤差傳感器，則該系統(tǒng)為單通道系統(tǒng)；如果包含兩個以上的次級源和誤差傳感器，則該系統(tǒng)為多通道系統(tǒng)。如果有源控制算法能夠根據(jù)誤差信號實時調(diào)整次級源強度，則該系統(tǒng)為自適應(yīng)有源噪聲控制系統(tǒng)?？刂破饔布譃槟M和數(shù)字兩種，模擬控制器一般只適合完成單通道、非自適應(yīng)有源控制，而數(shù)字控制器的功能要強得多，可以實現(xiàn)多通道自適應(yīng)有源控制。

有源噪聲控制系統(tǒng)的分類有源噪聲控制系統(tǒng)的分類方法達數(shù)十種之多，涉及的分類因素也很復(fù)雜。例如，可以構(gòu)成這樣一種系統(tǒng)：采用近場誤差傳感策略、基于集中式的聲控制方式的自適應(yīng)前饋數(shù)字式多通道有源噪聲控制系統(tǒng)。實際中，下列系統(tǒng)需要特別關(guān)注。

（1）模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)

這兩種系統(tǒng)的控制器分別由模擬電路和數(shù)字電路構(gòu)成。模擬系統(tǒng)構(gòu)造簡單，成本低廉，但它只能完成傳遞函數(shù)簡單（通常僅針對單通道有源控制系統(tǒng)）的控制器，系統(tǒng)特性不能適應(yīng)環(huán)境的變化。數(shù)字系統(tǒng)多由數(shù)字信號處理器完成特定算法，通常是自適應(yīng)的，適合完成多通道和時變環(huán)境下的有源噪聲控制，可靠性好，但其價格相對較高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

（2）前饋系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)

這兩種系統(tǒng)的差別在于前饋系統(tǒng)需要獲得參考信號，而反饋系統(tǒng)因無法得到參考信號，整個系統(tǒng)由誤差傳感器同時檢測參考信號和誤差信號。一般而言，只要可能人們寧愿采用前饋系統(tǒng)，因為它的穩(wěn)定性比反饋系統(tǒng)要好得多。

（3）單通道系統(tǒng)和多通道系統(tǒng)

單通道系統(tǒng)中僅包含一個次級源和一個誤差傳感器，而多通道系統(tǒng)則包含兩個以上的次級源和誤差傳感器。多數(shù)情況下，多通道系統(tǒng)對擴大消聲空間、提高降噪量是必需的，但隨著通道數(shù)的增多，控制器算法的復(fù)雜程度將大幅度地增加，這對保持系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性都十分不利。需要說明的是，多通道系統(tǒng)的實現(xiàn)方式又分為分散式、集中式和集群式三種2。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門大學(xué)