Wykonalność i metody tłumienia hałasu o niskiej częstotliwości (0,5-500 Hz)

Cześć wszystkim,

Poszukuję metod znacznego wytłumienia, a najlepiej niemal całkowitego wyeliminowania szumów w następujących zakresach częstotliwości:

- 0,5 do 20 Hz

- 25 do 90 Hz

- 100 do 500 Hz

Z mojej obecnej wiedzy wynika, że można rozważyć dwa główne podejścia:
Wieloczęstotliwościowe rezonatory Helmholtza, podobne do konstrukcji opisanej w tej publikacji: Materiały MDPI, Wieloczęstotliwościowy rezonator Helmholtza.
Aktywna redukcja szumów (ANC) przy użyciu systemów opartych na subwooferach zdolnych do odtwarzania ultra niskich częstotliwości.
Jeśli chodzi o ANC, znam produkty takie jak obrotowy subwoofer Eminent Technology TRW 17, który może działać do 1 Hz. Rozwiązanie to jest jednak kosztowne. Chciałbym wiedzieć, czy zlecenie profesjonaliście zbudowania podobnego systemu wraz z odpowiednim wzmacniaczem można wykonać niższym kosztem bez uszczerbku dla niezawodności.

Alternatywnie, czy bardziej efektywne i praktyczne byłoby zastosowanie szeregu wieloczęstotliwościowych rezonatorów Helmholtza w tych zakresach?

Moje pytania są następujące:

- Czy technicznie możliwe jest osiągnięcie pełnej absorpcji lub prawie całkowitego tłumienia powyższych zakresów częstotliwości?

- Jeśli tak, jakie są najskuteczniejsze metody, czy to pasywne rezonatory, czy aktywne ANC, aby osiągnąć ten cel?

- Czy istnieją względy projektowe lub wdrożeniowe, które mogą sprawić, że jedno podejście będzie lepsze od drugiego pod względem długoterminowej wydajności?

Wszelkie wskazówki, spostrzeżenia techniczne lub odniesienia do odpowiednich projektów będą bardzo mile widziane.

Dzięki, Tim.

Tanio, szybko i DIY. Rezonator Helmholtza na przykładzie: How to build a Helmholtz Resonator DIY

Wszystko zależne od wielkości pomieszczenia (ilość miejsca na rezonatory), w którym chcesz tłumić, bo pewnie będzie trzeba zrobić kilka na różne zakresy tych częstotliwości.

Jednak mając na względzie w sumie niski koszt, jeśli chodzi o wykonanie we własnym zakresie, w porównaniu do gotowych rozwiązań ANC, gdzie kwota idzie w tysiące $ lub Euro, to warto spróbować.

Do rozważenia jeszcze konstrukcje "masa-powietrze-masa" i wykorzystanie wełny mineralnej ale to w sumie zależne co chcesz osiągnąć i w jakim celu (budowa studia nagraniowego, mały warsztat z maszynami/urządzeniami, pokój gamingowy, itd.).

Rozumiem, że chodzi o tłumienie dźwięków i infradźwięków (drgań powietrza o częstotliwościach akustycznych i niższych), nie o filtrowanie sygnałów elektrycznych?

Po pierwsze, rezonator musi być tym większy, im niższa jest częstotliwość. Typowa butelka jest rezonatorem Helmholtza na około 100Hz. Aby uzyskać niższą częstotliwość, trzeba proporcjonalnie zwiększyć wymiary - dla 1Hz wychodzą zbliżone do rozmiarów Partenonu. Po drugie, uzyskanie tłumienia wymaga odpowiedniego sprzężenia rezonatora z przestrzenią, która ma być wyciszona - niewiele zmieni dodanie na ścianie wlotu rezonatora, który będzie dużo mniejszy od powierzchni ściany - co oznacza, że takich rezonatorów Helmholtza musiałoby być wiele. Po trzecie, pasmo od 0.5 Hz do 20 Hz jest bardzo szerokie, jak na uzyskanie rezonansu - 1:40. Więc chyba wszelkie konstrukcje mechanicznych rezonatorów dla tego pasma odpadają - co najwyżej można by zbudować ścianę, która by nie odbijała infradźwięków. W starożytnym Rzymie Vitruvius zaprojektował np. teatr z tłumieniem niechcianych dźwięków, ale to była spora budowla, i częstotliwości akustyczne.

Myślę, że jeśli to nie ma być konstrukcja większa od Akropolu, to przynajmniej do tych najniższych częstotliwości wypada zastosować układ aktywny - mikrofony, wzmacniacz, głośniki - i to pewnie z jakimś DSP do filtrowania sygnału tak, by dopasować sygnał podany na wzmacniacz do infradźwięków, które mają być tłumione.