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D. Mayrhofer:
"A new method of digital sound reconstruction";
Supervisor: M. Kaltenbacher; Mechanik und Menchatronik, 2019; final examination: 2019-09-19.

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer neuen Methode der digitalen Schallrekonstruktion
(Digital Sound Reconstruction, DSR), welche als Alternative zu klassischen Ansteuerungsmethoden von
Lautsprechen dient. Die dargelegte Methode Erweiterte digitale Schallrekonstruktion (Advanced Digital
Sound Reconstruction, ADSR) ebnet den Weg für ein Prinzip der Schallerzeugung, welches im
niederfrequenten Bereich am e ektivsten funktioniert. Dabei wird zusätzlich zur klassischen DSR auch
ein Umlenkungsmechanismus verwendet, sodass eine konstante Übertragungsfunktion im Frequenzbereich
bezüglich des Schalldruckes in einem Kanal erreicht wird. Verglichen mit der wohlbekannten linearen
Skalierung des Schalldruckes mit der Frequenz bietet dieses neue Konzept herausragende Resultate
im tiefen bis mittleren Frequenzbereich dies sind genau jene Bereiche, in denen die klassischen Ansteuerungsmethoden
Probleme aufweisen.
In diesem Sinne wird der Aktor selbst durch eine Blende erweitert, um so rein positive oder negative
Schallpulse im Kanal zu erzeugen, wodurch die Probleme der klassischen DSR-Methoden überwunden
werden. Dabei behält der Aktor entweder seine ausgesteuerte Position bei, oder eine Generierung von
einem rein positiven oder negativen Schallpuls ist physikalisch schlichtwegs nicht möglich. Die besprochene
Methode wird im Folgenden sowohl in rein akustischen als auch mechanisch-akustischen Simulationen
angewandt. Weiters werden experimentelle Veri kationen ausgeführt, um das Grundlegende Prinzip von
ADSR zu bestätigen.
Auf Basis der Simulationsergebnisse werden weitere Untersuchungen zur Optimierung durchgeführt.
Durch diese wird einerseits ein global einheitliches Ansteuerungssignal, das am Einfachsten in einem
realen System einsetzbar ist, erarbeitet, andererseits wird ein lokal optimales Ansteuerungssignal erhoben,
welches eine nahezu perfekte Rekonstruktion des Zielsignals erlaubt. Weiters werden analytische
Skalierungsgesetze und generelle Gleichungen für den erzielbaren Schalldruck sowohl in einem Kanal als
auch im Freifeld hergeleitet.
Im Anschluss daran wird im Rahmen einer eingeschränkten, analytischen Herleitung eine kurze mathematische
Erklärung gegeben, warum klassische DSR-Methoden für gewisse Parameter grundsätzlich nicht
den Schalldruck des analogen Modus übersteigen können. Abschlieÿend werden mögliche Ausführungsformen
des generischen Aktors diskutiert, um einige der nahezu endlosen Möglichkeiten der Realisierung
dieses Aktors für eine praktische Umsetzung darzulegen.

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_282255.pdf