FI94563C - Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä - Google Patents

Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI94563C
FI94563C FI915143A FI915143A FI94563C FI 94563 C FI94563 C FI 94563C FI 915143 A FI915143 A FI 915143A FI 915143 A FI915143 A FI 915143A FI 94563 C FI94563 C FI 94563C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
noise
signal
gain
generating
amplifier
Prior art date
Application number
FI915143A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI915143A (fi
FI94563B (fi
FI915143A0 (fi
Inventor
Juha Kuusama
Original Assignee
Nokia Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Deutschland Gmbh filed Critical Nokia Deutschland Gmbh
Priority to FI915143A priority Critical patent/FI94563C/fi
Publication of FI915143A0 publication Critical patent/FI915143A0/fi
Priority to DE69210169T priority patent/DE69210169T2/de
Priority to EP92118416A priority patent/EP0539940B1/en
Priority to JP29280692A priority patent/JP3412846B2/ja
Publication of FI915143A publication Critical patent/FI915143A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI94563B publication Critical patent/FI94563B/fi
Publication of FI94563C publication Critical patent/FI94563C/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17881—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being an acoustic signal, e.g. recorded with a microphone
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3039—Nonlinear, e.g. clipping, numerical truncation, thresholding or variable input and output gain
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3045—Multiple acoustic inputs, single acoustic output
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3046—Multiple acoustic inputs, multiple acoustic outputs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Description

! 94563
Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä Tämän keksinnön kohteena on aktiivinen melunvaimennus järjestelmä moottoriajoneuvoa varten, joka järjestelmä 5 käsittää välineet yhden tai useamman kohdealueen meluun verrannollisen sähköisen signaalin kehittämiseksi, nämä signaalit vastaanottavan elektronisen välineen, kuten adaptiivisen suotimen, vastamelusignaalin kehittämiseksi, yhden tai useampia mainittuun elektroniseen välineeseen 10 liitettyjä äänilähteitä vastamelun synnyttämiseksi kohdealueeseen ja yhden tai useampia ilmaisimia kohdealueen jäännösmelun havaitsemiseksi ja sen välittämiseksi sähköisessä muodossa elektroniselle välineelle sen toiminnan virittämistä varten.
15 Oheisten piirustusten kuviossa 1 on esitetty kaa- viollisesti aktiivisen melunvaimennus järjestelmän perusperiaate ja kuviossa 2 on esitetty tätä periaatekaaviota vastaava lohkokaavio. Kuviossa 1 esitetyn kaltainen tavanomainen järjestelmä aktiivista melunvaimennusta varten 20 käsittää meluilmaisimia 1, jotka kehittävät kohdealueella vallitsevaan meluun verrannollisen sähköisen signaalin.
Nämä ilmaisimet voivat olla joko mikrofoneja, jolloin niiden kehittämä signaali vastaa kohdealueella vallitsevaa melua, tai ilmaisimet voivat olla muunkin tyyppisiä, jol-25 loin ne kehittävät esimerkiksi ainoastaan ajoneuvon moottorin kierroslukuun verrannollisen vertailusignaalin. Ilmaisimien 1 kehittämien signaalien ei siten tarvitse vastata todellista melua vaan ainoastaan korreloida sen kanssa. Nämä ilmaisinsignaalit johdetaan vastamelusignaalin liC kehittävälle elektroniselle laitteelle 2, joka tavanomai-simmin on adaptiivinen suodatin. Tämä adaptiivinen suoda- • · tin laskee sopivan algoritmin, kuten LMS-algoritmin tai Fan-Vemuri-algoritmin avulla sellaisen signaalin, joka vastaa amplitudiltaan ilmaistua melusignaalia, mutta on 35 siihen nähden vastakkaisvaiheinen. Tällainen vastamelusig- 2 94563 naali toistetaan vastameluäänilähteillä, kuten kaiuttimil-la 3, vastamelun synnyttämiseksi kohdealueelle. Varsinaisen melun ja siihen nähden vastakkaisvaiheisen vastamelun yhteisvaikutuksena aikaansaadaan melun vaimeneminen. Käy-5 tännössä melua kyetään tällaisella järjestelmällä vaimentamaan noin 10-30 dB esimerkiksi ajoneuvon moottorin melu-taajuudella. Jotta vastamelusignaalin kehittävää laitetta kyetään tehokkaasti ohjaamaan ja sovittamaan se kulloisiinkin olosuhteisiin, käsittää järjestelmä edelleen 10 jäännösmeluilmaisimia 4, jotka on sovitettu ilmaisemaan jäännösmelu kohdealueella ja ohjaamaan tämän perusteella vastamelun kehittävää laitetta 2.
Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukaista järjestelmää vastaava lohkokaavio. Siinä meluilmaisimen 1 kehittä-15 mää signaalia on merkitty viitteellä x, joka syötetään vastamelusignaalin kehittävälle laitteelle 2, joka kehittää signaalin y, joka on melusignaalin x funktio. Tämä signaali y toistetaan sitten kaiuttimella 3, jolloin signaali etenee ääniaaltona siirtotien H kautta jäännösmelu-20 ilmaisimelle 4. Tämä jäännösmeluilmaisin 4, joka voi käytännössä olla esimerkiksi mikrofoni, synnyttää sähköisen signaalin e, joka voidaan esittää funktiona H(y)+n, missä n on kohina mikrofonissa 4.
Käytännössä on havaittu, että kuvioiden 1 ja 2 mu-25 kaisten järjestelmien aikaansaaman vaimennuksen määrä on suuresti riippuvainen H(y):n amplitudivahvistuksesta. Tämä vahvistusriippuvaisuus johtaa käytännössä sellaiseen tilanteeseen, että kuviossa 2 kuvatunkaltainen järjestelmä ei ole stabiili kuin ainoastaan tietyillä vahvistuksilla 30 ja vielä siten, että käytettävissä olevat vahvistukset ovat suuresti riippuvaisia siitä taajuusalueesta, jolla aktiivisen melunvaimennuksen halutaan olevan tehokkainta.
Ongelmaksi muodostuu siten säätöjärjestelmän sellainen virittäminen, että se toimisi tehokkaasti eri taa-35 juusalueilla johtamatta ongelmiin järjestelmän toiminnas- 3 94563 sa. Tähän päästään keksinnön mukaisen järjestelmän avulla, jolla on tunnusomaista, että vastameluäänilähteen tai -lähteiden ja vastamelusignaalin kehittävän välineen väliin on sovitettu vahvistin vastamelusignaalin vahvistuk-5 sen säätämiseksi ajoneuvon moottorin kierroslukuun verrannollisen signaalin perusteella. Stabiilisuusongelma on siis nyt ratkaistu muuttamalla vastamelusignaalin vahvistusta taajuusriippuvaisesti ja erityisesti ajoneuvon moottorin pyörimisluvusta riippuvaisesti. Edullisesti vastame-10 lusignaalin vahvistusta lisätään moottorin kierrosluvun laskiessa. Vaikka itse asiassa ajoneuvossa vaikuttavan melun amplitudi laskee moottorin kierrosluvun laskiessa samalla kun melun taajuus laskee, niin vahvistusta joudutaan kuitenkin tällöin lisäämään johtuen niistä käytännön 15 rajoituksia, joita ajoneuvon sisätilan pienuus ja käytet tävissä olevien äänilähteiden ominaisuudet aiheuttavat. Tavanomaiset kaiuttimethan toistavat varsin huonosti matalia taajuuksia ja toistotilan mitoilla on myös merkittävä matalien taajuuden toistomahdollisuutta rajoittava vaiku-20 tus.
Seuraavassa keksinnön mukaista järjestelmää kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisesti aktiivisen äänenvai-25 mennusjärjestelmän periaatteellisen rakenteen, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista järjestelmää vastaavan lohkokaavion ja kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen äänenvaimennus-järjestelmän lohkokaavion.
.10 Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen äänenvai- mennusjärjestelmän lohkokaavio, jossa vastameluäänilähteen 3 ja vastamelusignaalin kehittävän laitteen 2 väliin on sovitettu ylimääräinen vahvistin 5, jota ohjataan signaalin z funktiona. Keksinnön mukaisesti tämä signaali z on 35 verrannollinen ajoneuvon moottorin kierroslukuun. Edulli- 4 94563 sesti vahvistimen 5 kehittämä signaalin y vahvistus on tämän signaalin z taajuuden käänteinen funktio. Siten signaalin z taajuuden kasvaessa vahvistimen 5 vahvistusta pienennetään ja vastaavasti signaalin z taajuuden laskies-5 sa eli ajoneuvon moottorin kierrosluvun laskiessa vahvistusta lisätään. Vahvistuksen lisääminen matalilla taajuuksilla on tarpeen, jotta kaiutin 3 saadaan toistamaan nämäkin taajuudet amplitudiltaan riittävinä.
Lisättäessä järjestelmään vahvistin 5, jonka vah-10 vistus on käänteisesti riippuvainen sen pääasiallisen me-lunlähteen taajuudesta, jonka vaimentamiseen järjestelmä on tarkoitettu, vältetään säätöjärjestelmän epästabiili-suuteen liittyvät ongelmat ja kyetään oleellisesti tehostamaan melunvaimennuksen tasoa. Jotta kussakin käyt-15 tösovelluksessa saavutettaisiin optimaalinen toiminta, joudutaan vahvistimen 5 vahvistus ja erityisesti sen muuttuminen signaalin z taajuuden funktiona sovittamaan kulloinkin vallitseviin käytännön olosuhteisiin. Oleellista kuitenkin on, että vahvistimen 5 vahvistusta ohjataan 20 riippuvaisesti ajoneuvon moottorin pyörimisnopeudesta.

Claims (2)

1. Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä moottoriajoneuvoa varten, joka järjestelmä käsittää välineet 5 (1) yhden tai useamman kohdealueen meluun verrannollisen sähköisen signaalin kehittämiseksi, nämä signaalit vastaanottavan elektronisen välineen (2), kuten adaptiivisen suotimen, vastamelusignaalin kehittämiseksi, yhden tai useampia mainittuun elektroniseen välineeseen liitettyjä 10 äänilähteitä (3) vastamelun synnyttämiseksi kohdealueeseen ja yhden tai useampia ilmaisimia (4) kohdealueen jäännös-melun havaitsemiseksi ja sen välittämiseksi sähköisessä muodossa elektroniselle välineelle (2) sen toiminnan virittämistä varten, tunnettu siitä, että vastame-15 luäänilähteen tai -lähteiden (3) ja vastamelusignaalin kehittävän välineen (2) väliin on sovitettu vahvistin (5) vastamelusignaalin vahvistuksen säätämiseksi ajoneuvon moottorin kierroslukuun verrannollisen signaalin (z) perusteella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vahvistimen (5) vahvistus on kääntäen verrannollinen sitä ohjaavan signaalin (z) taajuuteen. 94563
FI915143A 1991-10-31 1991-10-31 Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä FI94563C (fi)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI915143A FI94563C (fi) 1991-10-31 1991-10-31 Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä
DE69210169T DE69210169T2 (de) 1991-10-31 1992-10-28 Aktives Lärmunterdrückungssystem
EP92118416A EP0539940B1 (en) 1991-10-31 1992-10-28 Active noise cancellation system
JP29280692A JP3412846B2 (ja) 1991-10-31 1992-10-30 アクチブ雑音消去システム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI915143 1991-10-31
FI915143A FI94563C (fi) 1991-10-31 1991-10-31 Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI915143A0 FI915143A0 (fi) 1991-10-31
FI915143A FI915143A (fi) 1993-05-01
FI94563B FI94563B (fi) 1995-06-15
FI94563C true FI94563C (fi) 1995-09-25

Family

ID=8533403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI915143A FI94563C (fi) 1991-10-31 1991-10-31 Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0539940B1 (fi)
JP (1) JP3412846B2 (fi)
DE (1) DE69210169T2 (fi)
FI (1) FI94563C (fi)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2265277B (en) * 1992-03-17 1996-07-24 Fuji Heavy Ind Ltd Noise reduction system for automobile compartment
JP3410141B2 (ja) * 1993-03-29 2003-05-26 富士重工業株式会社 車室内騒音低減装置
US5692055A (en) * 1996-09-24 1997-11-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Active noise-suppressive control method and apparatus
ES2143952B1 (es) * 1998-05-20 2000-12-01 Univ Madrid Politecnica Atenuador activo de ruido acustico mediante algoritmo adaptativo genetico.
DE102004006604B4 (de) * 2004-02-11 2020-03-12 Volkswagen Ag Einrichtung und Verfahren zur Verringerung von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeuges
US9020158B2 (en) 2008-11-20 2015-04-28 Harman International Industries, Incorporated Quiet zone control system
US8135140B2 (en) 2008-11-20 2012-03-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with audio signal compensation
US8718289B2 (en) 2009-01-12 2014-05-06 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with parallel adaptive filter configuration
US8189799B2 (en) 2009-04-09 2012-05-29 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control based on audio system output
US8199924B2 (en) 2009-04-17 2012-06-12 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with an infinite impulse response filter
US8077873B2 (en) 2009-05-14 2011-12-13 Harman International Industries, Incorporated System for active noise control with adaptive speaker selection
WO2017174165A1 (de) * 2016-04-06 2017-10-12 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG System und verfahren zur aktiven schallbeeinflussung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS599699A (ja) * 1982-07-07 1984-01-19 日産自動車株式会社 自動車の車室内音場制御装置
FR2531023B1 (fr) * 1982-08-02 1987-04-30 Peugeot Dispositif d'attenuation du bruit dans l'habitacle d'un vehicule automobile

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05241581A (ja) 1993-09-21
EP0539940B1 (en) 1996-04-24
FI915143A (fi) 1993-05-01
EP0539940A1 (en) 1993-05-05
DE69210169D1 (de) 1996-05-30
JP3412846B2 (ja) 2003-06-03
FI94563B (fi) 1995-06-15
DE69210169T2 (de) 1996-10-02
FI915143A0 (fi) 1991-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5469510A (en) Arbitration adjustment for acoustic reproduction systems
JP3193032B2 (ja) 車載用自動音量調整装置
US4837834A (en) Active acoustic attenuation system with differential filtering
FI94563C (fi) Aktiivinen melunvaimennusjärjestelmä
US5416846A (en) Noise control system and method
US6795557B1 (en) Sound reproduction equipment and method for reducing the level of acoustical reflections in a room
US5559891A (en) Device to be used for changing the acoustic properties of a room
JPS6159599B2 (fi)
US5535283A (en) Active noise attenuating device
US6778601B2 (en) Adaptive audio equalizer apparatus and method of determining filter coefficient
JP3549120B2 (ja) 車両用能動振動制御装置
JP3364260B2 (ja) 部屋の音響特性を変化させる装置
JP3260078B2 (ja) 音響再生装置
JPS60178711A (ja) 車両用音響装置
JP3358463B2 (ja) 拡声装置
JPS63284999A (ja) 音圧制御法
JP3260102B2 (ja) 音響再生装置
Wang et al. Integration of bass enhancement and active noise control system in automobile cabin
JP2571639B2 (ja) 電気音響変換器の駆動装置
JPH05273985A (ja) 能動騒音制御装置
JPH0746069A (ja) 音響再生装置
JPH10336784A (ja) 音響再生装置
JPH08152891A (ja) 能動型騒音制御装置
JPH0546187A (ja) 能動型騒音制御装置
JP2009094920A (ja) スピーカ共用システム

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MA Patent expired
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: HARMAN BECKER AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH

Free format text: HARMAN BECKER AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH