低頻噪聲或通常50到100Hz范圍內的低頻聲波，始終是最難吸收或操縱的。它穿透能力強、傳播距離遠、不易衰減，因此，對其進(jìn)行有效控制是非常難的。

人造吸聲材料或超材料的出現使有效的聲音衰減成為可能，但這種被動(dòng)聲學(xué)結構在低頻范圍仍然受到結構尺寸的限制。

主動(dòng)消聲/降噪技術(shù)是通過(guò)發(fā)射與噪聲的頻譜相同但相位相反（即差180°）的聲波，即主動(dòng)發(fā)射響應波來(lái)干涉和消除一定體積內的噪聲波，對噪聲進(jìn)行干擾、中和、消除。這種技術(shù)在耳機、汽車(chē)等領(lǐng)域應用非常廣泛。 

壓電陶瓷促動(dòng)器是一種出力大、位移相對較小的執行器，它的出力可達上萬(wàn)牛頓，位移可從幾μm至260μm以上不等。它有多種不同尺寸，外徑越大，它的出力越大；高度越高，它的位移將越長(cháng)。

而通過(guò)壓電陶瓷促動(dòng)器進(jìn)行低頻噪聲控制的原理，是通過(guò)壓電促動(dòng)器對噪聲空間內的墻壁進(jìn)行振動(dòng)位移調節，如位移頻率、相位等，從而改變墻壁等表面的阻抗。當墻壁的阻抗與空氣的阻抗相匹配時(shí)，會(huì )使得噪音被全部吸收，而當其阻抗為零時(shí)，就會(huì )引起相位反轉，引起全反射。此外，也可以調制反射波的幅度。

要使壓電陶瓷促動(dòng)器的調諧達到效果，可以通過(guò)聲傳感器與壓電控制器形成閉環(huán)控制，聲傳感器（如麥克風(fēng)等）對噪聲進(jìn)行接收、處理，并生成相應的電信號，電信號可以反饋至壓電控制器，壓電控制器對其進(jìn)行接收、處理后，再發(fā)送與調諧位移相對應的電壓信號至壓電陶瓷促動(dòng)器，壓電陶瓷促動(dòng)器產(chǎn)生對應的振動(dòng)位移，使得其驅動(dòng)的墻壁產(chǎn)生振動(dòng)位移，進(jìn)行調諧，達到噪聲的全吸收或全反射。

低頻噪聲一般波長(cháng)較長(cháng)，對壓電陶瓷促動(dòng)器的位移要求較大，因此就需要對壓電陶瓷促動(dòng)器的位移進(jìn)行放大。但也因它的低頻，時(shí)間延遲相比高頻要長(cháng)，感測噪聲的傳感器可以具有更多的處理時(shí)間，壓電陶瓷促動(dòng)器也具有更多的位移調節時(shí)間，位移振動(dòng)功率也相對更低。

壓電陶瓷促動(dòng)器的工作功率通常小于5W，可通過(guò)U^2fC進(jìn)行估算。

針對大位移的要求，可采用機械放大結構，將壓電陶瓷促動(dòng)器的位移進(jìn)行放大，達到低頻波長(cháng)要求。

此外，也可直接采用壓電機構放大促動(dòng)器對墻壁進(jìn)行驅動(dòng)，它的出力相對要小，但它輸出的位移更大，可長(cháng)達2mm。

在壓電促動(dòng)器的驅動(dòng)下，聲波反射的墻壁是主動(dòng)可調諧的。而為了將噪聲全部吸收或全部反射，就需要其具有與噪聲相同頻率和相同幅度，但相位相反。首先，要將墻壁位移的相位與噪聲波的相位重合，并鎖定，再通過(guò)壓電陶瓷促動(dòng)器對墻壁的位移進(jìn)行連續的調整，以找到降噪的最佳位置。

在該過(guò)程中，墻壁的振動(dòng)調整，即表面阻抗調整，需要在噪聲到達前調整完成。電信號傳輸速率比聲信號傳播要快得多，傳感器的信號會(huì )比噪聲提前到達，這為其后續降噪提供了優(yōu)勢。此外，聲傳感器與噪聲間距離更近，也會(huì )提高傳感信號的反饋和處理速度。聲傳感器的信號要提前到達，生成所需的驅動(dòng)信號，并到達壓電陶瓷促動(dòng)器，對幅度、相位等進(jìn)行調節，從而調整壁阻抗。在多種聲源情況下，就需要針對合成音軌進(jìn)行調諧。

該噪聲消除方式是針對低頻聲音。對于高頻聲波的控制，也可采用類(lèi)似方法，但也可采用被動(dòng)聲學(xué)超材料，具有很好的效果。如果針對較寬的聲波控制，可采用主動(dòng)調諧與被動(dòng)控制相結合的方式。

結語(yǔ)

通過(guò)壓電陶瓷促動(dòng)器的快速位移幅度調節，實(shí)現50至100HZ低頻范圍的壁阻抗調節，能夠實(shí)現全吸收或全反射的效果。對壓電陶瓷促動(dòng)器的位移進(jìn)行線(xiàn)性放大，以滿(mǎn)足低頻波長(cháng)的要求，實(shí)現壁表面阻抗調制的目的。即使較小尺寸的壁面，也將會(huì )產(chǎn)生較好的降噪效果，對低頻聲音進(jìn)行有效降噪，提供更好的室內聽(tīng)覺(jué)體驗，該方法非常適用于各類(lèi)場(chǎng)景的低頻降噪。