JP2001333491A - Acoustic reproduction system - Google Patents

Acoustic reproduction system

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JP2001333491A
JP2001333491A JP2000152386A JP2000152386A JP2001333491A JP 2001333491 A JP2001333491 A JP 2001333491A JP 2000152386 A JP2000152386 A JP 2000152386A JP 2000152386 A JP2000152386 A JP 2000152386A JP 2001333491 A JP2001333491 A JP 2001333491A
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由男 中村
Toshihiko Ohashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an acoustic reproduction system that reduces noise when noise with a very high level is generated or a reproduction level of an audio signal is very high, and does not generate an abnormal sound with high distortion from a speaker giving an adverse effect on the reproduction of the audio signal. SOLUTION: This acoustic reproduction system is provided with an interference signal generating means 106 and a limiting amplifier means 105. A 1st mixer 104 provided in a pre-stage of the limiting amplifier means 105 receives an output signal from an audio compensation signal generating means 103.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、騒音の減少ととも
に良好な音楽再生も可能な音響再生システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound reproduction system capable of reducing noise and reproducing music.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両のロードノイズを能動的に低減させ
ながら、音楽再生をする方法として、図6に示すような
音響再生システムが提案されている。
2. Description of the Related Art A sound reproducing system as shown in FIG. 6 has been proposed as a method of reproducing music while actively reducing road noise of a vehicle.

【0003】図6において、501はマイクロホンで、
車室502内の運転席近傍に配置され、オーディオ信号
の再生音と騒音も含めた音波を検出し、この信号から干
渉波信号作成手段としてのフィルタ503で前記音波と
逆位相の干渉波信号を作成する。この干渉波信号とラジ
オチューナやテープデッキ等のオーディオ信号が第1の
ミキサ504で加算された後、電力増幅手段505で電
力増幅されてスピーカ506から音波として、車室50
2内に放射される。これによって、騒音は減少すること
になるが、同時にオーディオ信号の再生音も変化してし
まう。そこで、オーディオ補償信号作成手段507によ
り、オーディオ信号からオーディオ補償信号を作成し、
このオーディオ補償信号と第1のミキサ504の出力信
号を第2のミキサ508により加算することで補償し、
オーディオ信号の再生には影響が出ないようにしてい
る。前記オーディオ補償信号は、オーディオ信号を再生
した時にマイクロホン501によりフィードバックされ
る信号と等振幅、逆位相となるようにオーディオ信号か
ら作成されたものである。また、オーディオ補償信号作
成手段507は、位相、振幅調整回路や遅延回路から構
成されている。
In FIG. 6, reference numeral 501 denotes a microphone.
A sound wave including a reproduced sound and a noise of the audio signal is detected near the driver's seat in the passenger compartment 502, and an interference wave signal having a phase opposite to that of the sound wave is detected from the signal by a filter 503 as an interference wave signal generation unit. create. This interference wave signal and an audio signal from a radio tuner, a tape deck, or the like are added by a first mixer 504, and then power-amplified by a power amplifying unit 505 and output from a speaker 506 as a sound wave.
2 radiated. This reduces noise, but also changes the reproduced sound of the audio signal. Therefore, an audio compensation signal is created from the audio signal by the audio compensation signal creation means 507,
The audio compensation signal and the output signal of the first mixer 504 are compensated by being added by the second mixer 508,
The playback of the audio signal is not affected. The audio compensation signal is created from the audio signal so that it has the same amplitude and opposite phase as the signal fed back by the microphone 501 when the audio signal is reproduced. The audio compensation signal creating means 507 is composed of a phase and amplitude adjustment circuit and a delay circuit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、車両で一般
的な道路走行をした時のロードノイズの実測スペクトル
の一例は、図7に示すようであり、聴感上最も悪い影響
を与えるのは40Hz付近の騒音のピークである。この
周波数域が、非常に不快な圧迫感とこもり感を生じさせ
る。しかし、図6に示すような音響再生システムの場合
は、40Hz付近の騒音のピークを低減することによっ
て聴感上の大きな効果が得られるが、40Hz付近の騒
音を能動的に低減しようとすると、図7に示す30Hz
以下の非常に騒音レベルの高い信号を打ち消すための信
号がスピーカ506に加わってしまう。スピーカ506
は、一般的に動電型スピーカが使用されるため、過大な
低域成分が入力されると、振幅が非常に大きくなり、大
きな歪み音が発生し実用的に不具合が発生してしまう。
また、段差や道路の継ぎ目を走行する時には、さらに大
きな振幅の騒音が発生するため、図6に示すような音響
再生システムを実際の車両に適用するのは難しい。ま
た、オーディオ信号の再生レベルが大きくなった場合に
も、この音響再生システムではスピーカ506から歪み
の大きな異常音が発生し、良好なオーディオ信号の再生
が妨げられる。
However, an example of the measured spectrum of the road noise when the vehicle is traveling on a general road is shown in FIG. 7, and the worst influence on the audibility is around 40 Hz. The peak of the noise. This frequency range creates a very uncomfortable feeling of pressure and muffledness. However, in the case of the sound reproduction system as shown in FIG. 6, a great effect on audibility can be obtained by reducing the peak of the noise around 40 Hz. 30Hz shown in 7
The following signal for canceling a very high noise level signal is applied to the speaker 506. Speaker 506
Since an electrodynamic loudspeaker is generally used, when an excessively low frequency component is input, the amplitude becomes extremely large, a loud distortion sound is generated, and a practical problem occurs.
Further, when traveling on a step or a seam of a road, noise having a larger amplitude is generated, and it is difficult to apply the sound reproducing system as shown in FIG. 6 to an actual vehicle. In addition, even when the reproduction level of the audio signal is increased, in this acoustic reproduction system, an abnormal sound with a large distortion is generated from the speaker 506, and the reproduction of a good audio signal is hindered.

【0005】本発明は、非常に大きな騒音が発生した場
合でもスピーカから歪みの大きな異常音を発生すること
なく、オーディオ信号の補償レベルを常に適正なレベル
に保ってオーディオ信号の再生が可能であり、また、オ
ーディオ信号の再生レベルが非常に大きくなった時にも
自動的に騒音低減能力ばかりかオーディオ信号の補償能
力も低下させ、オーディオ信号の再生に悪影響を与える
ようなスピーカからの歪みの大きな異常音を発生させな
い音響再生システムを実現することを目的とする。
According to the present invention, even when a very loud noise is generated, it is possible to reproduce the audio signal while always maintaining the compensation level of the audio signal at an appropriate level without generating an abnormal sound with a large distortion from a speaker. In addition, when the reproduction level of the audio signal becomes extremely large, the noise reduction capability as well as the audio signal compensation capability are automatically reduced, and the distortion from the loudspeaker adversely affects the audio signal reproduction. It is an object to realize a sound reproduction system that does not generate sound.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の音響再生システムは、オーディオ信号の再
生音と騒音もしくは騒音と相関の高い振動を検出するト
ランスデューサと、前記オーディオ信号の再生によって
前記トランスデューサよりフィードバックされたオーデ
ィオ信号成分を打ち消すための補償信号を前記オーディ
オ信号から作成するオーディオ補償信号作成手段と、前
記トランスデューサの出力信号と前記オーディオ補償信
号作成手段の出力信号を加算する第1のミキサと、前記
第1のミキサの出力信号が入力され、その入力された信
号の振幅が予め決められた出力振幅以下の場合は、前記
第1のミキサの出力信号を一定の増幅度で増幅して出力
し、前記入力された信号の振幅が前記予め決められた出
力振幅を超える場合は、前記予め決められた出力振幅が
略上限となるように前記第1のミキサの出力信号の大き
さに応じて増幅度を可変して出力する制限増幅手段と、
前記制限増幅手段の出力信号から前記騒音と干渉させて
前記騒音を低減させるための干渉波信号を作成する干渉
波信号作成手段と、前記干渉波信号作成手段の出力信号
と前記オーディオ信号を加算する第2のミキサと、前記
第2のミキサの出力信号が入力される電力増幅手段と、
前記電力増幅手段の出力信号が入力され、音波を放射す
る電気音響変換手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。この構成により、非常に大きな騒音が発生した場
合でもスピーカから歪みの大きな異常音を発生すること
なく、オーディオ信号の補償レベルを常に適正なレベル
に保ってオーディオ信号の再生が可能であり、また、オ
ーディオ信号の再生レベルが非常に大きくなった時にも
自動的に騒音低減能力ばかりかオーディオ信号の補償能
力も低下させ、オーディオ信号の再生に悪影響を与える
ようなスピーカからの歪みの大きな異常音を発生させな
い音響再生システムを実現することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, a sound reproducing system according to the present invention comprises a transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and noise or vibration having a high correlation with the noise, and a reproducing apparatus for reproducing the audio signal. Audio compensation signal creating means for creating, from the audio signal, a compensation signal for canceling the audio signal component fed back from the transducer, and a first signal for adding the output signal of the transducer and the output signal of the audio compensation signal creating means. And the output signal of the first mixer is input, and when the amplitude of the input signal is equal to or smaller than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is amplified at a constant amplification degree. When the amplitude of the input signal exceeds the predetermined output amplitude. Includes limiting amplifier means for said output amplitude to a predetermined variable and outputs an amplification degree according to the magnitude of the output signal of the first mixer so as to be substantially an upper limit,
Interference wave signal creation means for creating an interference wave signal for reducing the noise by interfering with the noise from the output signal of the limiting amplification means, and adding the output signal of the interference wave signal creation means and the audio signal A second mixer, power amplifying means to which an output signal of the second mixer is input,
An electroacoustic conversion unit that receives an output signal of the power amplification unit and emits a sound wave. With this configuration, even when a very loud noise is generated, the audio signal can be reproduced with the compensation level of the audio signal always kept at an appropriate level without generating an abnormal sound with large distortion from the speaker. When the playback level of an audio signal becomes extremely large, the noise reduction capability and the audio signal compensation capability are automatically reduced, and abnormal sound with large distortion from the speaker that adversely affects the audio signal playback is generated. It is possible to realize a sound reproduction system that does not cause the sound reproduction.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、オーディオ信号の再生音と騒音もしくは騒音と相関
の高い振動を検出するトランスデューサと、前記オーデ
ィオ信号の再生によって前記トランスデューサよりフィ
ードバックされたオーディオ信号成分を打ち消すための
補償信号を前記オーディオ信号から作成するオーディオ
補償信号作成手段と、前記トランスデューサの出力信号
と前記オーディオ補償信号作成手段の出力信号を加算す
る第1のミキサと、前記第1のミキサの出力信号が入力
され、その入力された信号の振幅が予め決められた出力
振幅以下の場合は、前記第1のミキサの出力信号を一定
の増幅度で増幅して出力し、前記入力された信号の振幅
が前記予め決められた出力振幅を超える場合は、前記予
め決められた出力振幅が略上限となるように前記第1の
ミキサの出力信号の大きさに応じて増幅度を可変して出
力する制限増幅手段と、前記制限増幅手段の出力信号か
ら前記騒音と干渉させて前記騒音を低減させるための干
渉波信号を作成する干渉波信号作成手段と、前記干渉波
信号作成手段の出力信号と前記オーディオ信号を加算す
る第2のミキサと、前記第2のミキサの出力信号が入力
される電力増幅手段と、前記電力増幅手段の出力信号が
入力され、音波を放射する電気音響変換手段とを備えて
いるため、非常に大きな騒音が発生した場合でもスピー
カから歪みの大きな異常音を発生することなく、オーデ
ィオ信号の補償レベルを常に適正なレベルに保ってオー
ディオ信号の再生が可能であり、また、オーディオ信号
の再生レベルが非常に大きくなった時にも自動的に騒音
低減能力ばかりかオーディオ信号の補償能力も低下さ
せ、オーディオ信号の再生に悪影響を与えるようなスピ
ーカからの歪みの大きな異常音を発生させないという作
用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and a noise or a vibration highly correlated with the noise, and a feedback from the transducer by reproducing the audio signal. Audio compensation signal creating means for creating a compensation signal for canceling the audio signal component from the audio signal, a first mixer for adding an output signal of the transducer and an output signal of the audio compensation signal creating means, and When the output signal of the first mixer is input and the amplitude of the input signal is equal to or smaller than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is amplified and output at a constant amplification degree, and When the amplitude of the input signal exceeds the predetermined output amplitude, the predetermined output amplitude is used. Amplifying means for varying the degree of amplification in accordance with the magnitude of the output signal of the first mixer so that the noise level is substantially equal to the upper limit, and the noise by interfering with the noise from the output signal of the limiting amplifying means. Signal generating means for generating an interference signal for reducing noise, a second mixer for adding an output signal of the interference signal generating means and the audio signal, and an output signal of the second mixer being input. Power amplification means, and an electroacoustic conversion means for receiving an output signal of the power amplification means and emitting a sound wave, so that even when extremely loud noise is generated, abnormal sound with large distortion is generated from the speaker. The audio signal can be reproduced with the compensation level of the audio signal always kept at an appropriate level without occurrence, and when the reproduction level of the audio signal becomes extremely large. Also it has an effect of not automatically compensated ability noise reduction capability only if the audio signal is also reduced to generate a large abnormal noise distortion from the speaker adversely affect the reproduction of the audio signal.

【0008】請求項2に記載の発明は、オーディオ信号
の再生音と騒音もしくは騒音と相関の高い振動を検出す
るトランスデューサと、前記オーディオ信号の再生によ
って前記トランスデューサよりフィードバックされたオ
ーディオ信号成分を打ち消すための補償信号を前記オー
ディオ信号から作成するオーディオ補償信号作成手段
と、前記トランスデューサの出力信号が入力され、前記
騒音と干渉させて前記騒音を低減させるための干渉波信
号を作成する干渉波信号作成手段と、前記干渉波信号作
成手段の出力信号と前記オーディオ補償信号作成手段の
出力信号を加算する第1のミキサと、前記第1のミキサ
の出力信号が入力され、その入力された信号の振幅が予
め決められた出力振幅以下の場合は、前記第1のミキサ
の出力信号を一定の増幅度で増幅して出力し、前記入力
された信号の振幅が前記予め決められた出力振幅を超え
る場合は、前記予め決められた出力振幅が略上限となる
ように前記第1のミキサの出力信号の大きさに応じて増
幅度を可変して出力する制限増幅手段と、前記制限増幅
手段の出力信号と前記オーディオ信号を加算する第2の
ミキサと、前記第2のミキサの出力信号が入力される電
力増幅手段と、前記電力増幅手段の出力信号が入力さ
れ、音波を放射する電気音響変換手段とを備えているた
め、非常に大きな騒音が発生した場合でもスピーカから
歪みの大きな異常音を発生することなく、オーディオ信
号の補償レベルを常に適正なレベルに保ってオーディオ
信号の再生が可能であり、また、オーディオ信号の再生
レベルが非常に大きくなった時にも自動的に騒音低減能
力ばかりかオーディオ信号の補償能力も低下させ、オー
ディオ信号の再生に悪影響を与えるようなスピーカから
の歪みの大きな異常音を発生させないという作用を有す
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and noise or vibration having a high correlation with the noise, and for canceling an audio signal component fed back from the transducer by reproducing the audio signal. Audio compensation signal creation means for creating the compensation signal from the audio signal; and an interference wave signal creation means for receiving an output signal of the transducer and creating an interference wave signal for reducing the noise by interfering with the noise. A first mixer that adds an output signal of the interference wave signal generation unit and an output signal of the audio compensation signal generation unit, and an output signal of the first mixer that is input, and the amplitude of the input signal is When the output amplitude is equal to or less than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is changed to a fixed value. When the amplitude of the input signal exceeds the predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is output so that the predetermined output amplitude becomes substantially the upper limit. Amplifying means for varying the degree of amplification according to the magnitude of the signal, a second mixer for adding the output signal of the limiting amplifying means and the audio signal, and an output signal of the second mixer. Power amplifying means and an electroacoustic converting means for receiving an output signal of the power amplifying means and emitting a sound wave, so that even when a very loud noise is generated, an abnormal sound with a large distortion is generated from the speaker. The audio signal can be played back with the compensation level of the audio signal always kept at an appropriate level without the need to perform the automatic operation even when the playback level of the audio signal becomes extremely large. Has the effect of compensating capability of the noise reduction capability only if the audio signal is also reduced, it does not generate a large abnormal noise distortion from the speaker adversely affect the reproduction of the audio signal.

【0009】以下、本発明の実施の形態について図1か
ら図5を用いて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0010】(実施の形態1)図1は本発明の音響再生
システムの実施形態を説明するための説明図である。図
1において、101はトランスデューサとしてのマイク
ロホンであり、車室102内の運転席近傍に配置し、騒
音とラジオチューナやカセットデッキなどのオーディオ
信号の再生音を検出し電気信号に変換する。103はオ
ーディオ信号からオーディオ補償信号を作成するオーデ
ィオ補償信号作成手段である。104はマイクロホン1
01の出力信号とオーディオ補償信号作成手段103の
出力信号を加算するための第1のミキサである。105
は出力信号の振幅が予め決められた閾値以下の場合は、
入力信号を一定の増幅度で増幅して出力し、出力信号の
振幅が前記閾値を超えるような場合は、略前記閾値を出
力信号の振幅の上限値となるように、入力信号の大きさ
に応じて入力信号の増幅度を可変させて出力する制限増
幅手段である。106は騒音と干渉させて騒音を低減さ
せる干渉波信号を作成する干渉波信号作成手段である。
107は干渉波信号作成手段106の出力信号とオーデ
ィオ信号を加算する第2のミキサである。108は第2
のミキサ107の出力信号を電力増幅する電力増幅手段
である。109は電力増幅手段108の出力信号が入力
され、音波を車室102内に放射する電気音響変換手段
としてのスピーカである。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of a sound reproducing system according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a microphone as a transducer, which is disposed near a driver's seat in a vehicle interior 102, detects noise and reproduced sound of an audio signal from a radio tuner, a cassette deck, or the like, and converts it into an electric signal. Reference numeral 103 denotes an audio compensation signal creating unit that creates an audio compensation signal from the audio signal. 104 is the microphone 1
01 is a first mixer for adding the output signal of the audio compensation signal generation unit 103 to the output signal of the audio compensation signal generation unit 103. 105
If the amplitude of the output signal is below a predetermined threshold,
When the amplitude of the output signal exceeds the threshold value, the input signal is amplified at a certain amplification degree, and when the amplitude of the output signal exceeds the threshold value, the threshold value becomes substantially equal to the upper limit value of the amplitude of the output signal. This is limiting amplification means for varying the amplification degree of the input signal and outputting the result. Reference numeral 106 denotes an interference wave signal generation unit that generates an interference wave signal that reduces noise by causing interference with noise.
Reference numeral 107 denotes a second mixer that adds the output signal of the interference wave signal generation unit 106 and the audio signal. 108 is the second
Power amplifying means for amplifying the output signal of the mixer 107 of FIG. Reference numeral 109 denotes a speaker as an electroacoustic conversion unit that receives an output signal of the power amplification unit 108 and emits a sound wave into the vehicle interior 102.

【0011】前述のオーディオ補償信号作成手段103
は、オーディオ信号を再生した時に、マイクロホン10
1に発生する信号と同振幅で逆位相の信号をオーディオ
信号から作成するように構成されている。また、マイク
ロホン101、第1のミキサ104、制限増幅手段10
5、干渉波信号作成手段106、第2のミキサ107、
電力増幅手段108とスピーカ109に至る経路は車室
102を介して閉ループが構成されている。この閉ルー
プの一巡伝達関数をF(s)とし、マイクロホン101
の位置での元の騒音をVn、前記閉ループを動作させた
時の前記マイクロホン101の位置での騒音をVn′と
すると、
The above-mentioned audio compensation signal creating means 103
When the audio signal is reproduced, the microphone 10
1 and a signal having the same amplitude and opposite phase as the signal generated in the audio signal 1. Also, the microphone 101, the first mixer 104, the limiting amplifier 10
5, interference wave signal creating means 106, second mixer 107,
A path leading to the power amplifying means 108 and the speaker 109 forms a closed loop via the vehicle interior 102. The loop transfer function of this closed loop is F (s), and the microphone 101
Let Vn be the original noise at the position, and Vn 'the noise at the position of the microphone 101 when the closed loop is operated.

【0012】[0012]

【数1】 (Equation 1)

【0013】となり、F(s)を振幅と位相で表した時
に位相が180°近傍の周波数範囲では騒音は減少す
る。
When F (s) is represented by amplitude and phase, noise is reduced in the frequency range where the phase is around 180 °.

【0014】図2は、図1に示す音響再生システムを実
際に車両に実装した時の一巡伝達関数F(s)を振幅、
位相で表した特性図である。図2において、40Hz近
傍が振幅特性の山となっており、位相が180°付近で
あるため、40Hz近傍の周波数帯域の騒音が低減され
ることがわかる。干渉波信号作成手段106は、このよ
うに低減させたい周波数領域において、一巡伝達関数F
(s)を前記の条件になるように位相、振幅を調整する
役割を担っている。
FIG. 2 shows the loop transfer function F (s) when the sound reproduction system shown in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram represented by a phase. In FIG. 2, it can be seen that the noise in the frequency band near 40 Hz is reduced because the amplitude characteristic peaks near 40 Hz and the phase is near 180 °. The interference wave signal creation means 106 determines the loop transfer function F
(S) is responsible for adjusting the phase and amplitude so as to satisfy the above conditions.

【0015】図3は、図1に示す制限増幅手段105の
具体的な一構成例を示すブロック図である。301はオ
ペアンプであり、302はオペアンプ301の出力を入
力とし出力をオペアンプ301のマイナス入力に接続し
たトランスコンダクタンスアンプである。このトランス
コンダクタンスアンプ302は、外部電流端子303に
流れる電流によってコンダクタンスを可変できる構成に
なっており、電流が大きい時にはコンダクタンスが大き
くなり電流が小さい時にはコンダクタンスは小さくな
る。304はウィンドコンパレータであり、オペアンプ
301の出力に接続されている。このウィンドコンパレ
ータ304は、オペアンプ301の出力の絶対値がある
閾値を超える区間は、出力としてプラスの電源への接続
が行われ、閾値以下の場合はオープンとなる働きがあ
る。305はコンデンサと抵抗で構成された時定数設定
回路であり、ウィンドコンパレータ304の出力に接続
されている。306は時定数設定回路305の出力電圧
に比例した電流を発生する定電流源であり、この定電流
源306の出力電流がトランスコンダクタンスアンプ3
02の外部電流端子303に供給されている。307は
入力とオペアンプ301のマイナス入力とを接続する抵
抗、308はオペアンプ301の出力とマイナス入力と
を接続する抵抗である。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of the limiting amplification means 105 shown in FIG. Reference numeral 301 denotes an operational amplifier, and reference numeral 302 denotes a transconductance amplifier having an output of the operational amplifier 301 as an input and an output connected to a minus input of the operational amplifier 301. The transconductance amplifier 302 has a configuration in which conductance can be varied by a current flowing through an external current terminal 303. The conductance increases when the current is large, and decreases when the current is small. Reference numeral 304 denotes a window comparator, which is connected to the output of the operational amplifier 301. The window comparator 304 is connected to a positive power supply as an output in a section where the absolute value of the output of the operational amplifier 301 exceeds a certain threshold, and has an operation of opening when the absolute value of the output is equal to or less than the threshold. Reference numeral 305 denotes a time constant setting circuit composed of a capacitor and a resistor, which is connected to the output of the window comparator 304. A constant current source 306 generates a current proportional to the output voltage of the time constant setting circuit 305. The output current of the constant current source 306 is
02 is supplied to the external current terminal 303. Reference numeral 307 denotes a resistor connecting the input to the negative input of the operational amplifier 301, and reference numeral 308 denotes a resistor connecting the output of the operational amplifier 301 to the negative input.

【0016】以下に前述の制限増幅手段105の動作を
説明する。時定数設定回路305の出力電圧が零の時
は、定電流源306からの出力電流は零になる。この
時、トランスコンダクタンスアンプ302のコンダクタ
ンスは零であり、この制限増幅手段105の増幅度は抵
抗308/抵抗307によって決定された一定値であ
る。一方、オペアンプ301の出力がウィンドコンパレ
ータ304の閾値を超えるようになった場合は、時定数
設定回路305がプラス電源に接続されて時定数設定回
路305に出力電圧が発生し、定電流源306からの出
力電流によりトランスコンダクタンスアンプ302のコ
ンダクタンスが大きくなり、等価的にオペアンプ301
の出力とオペアンプ301のマイナス入力間に抵抗が接
続された形となり、この制限増幅手段105の増幅度は
前記抵抗308/抵抗307から低下する。そして、連
続的な大きな入力がある場合は、この増幅度はオペアン
プ301の出力がウィンドコンパレータ304の閾値を
少し超える大きさになるように自動的に調整される。す
なわち、オペアンプ301の出力がウィンドコンパレー
タ304の略閾値となるように、オペアンプ301の増
幅度が入力信号レベルに応じて変化する。このように制
限増幅手段105を使用することによって、図4に示す
実測のロードノイズスペクトルにおける30Hz以下の
強大な騒音入力があっても、スピーカ109からの不必
要な異常音の発生を防止できる。
The operation of the limiting amplifier 105 will be described below. When the output voltage of the time constant setting circuit 305 is zero, the output current from the constant current source 306 becomes zero. At this time, the conductance of the transconductance amplifier 302 is zero, and the amplification of the limiting amplifier 105 is a constant value determined by the resistor 308 / the resistor 307. On the other hand, when the output of the operational amplifier 301 exceeds the threshold value of the window comparator 304, the time constant setting circuit 305 is connected to a positive power supply, and an output voltage is generated in the time constant setting circuit 305. Output current, the conductance of the transconductance amplifier 302 increases, and equivalently, the operational amplifier 301
Is connected between the output of the operational amplifier 301 and the negative input of the operational amplifier 301, and the amplification degree of the limiting amplifying means 105 decreases from the resistance 308 / resistance 307. When there is a continuous large input, the amplification degree is automatically adjusted so that the output of the operational amplifier 301 slightly exceeds the threshold value of the window comparator 304. That is, the amplification of the operational amplifier 301 changes according to the input signal level so that the output of the operational amplifier 301 becomes substantially equal to the threshold value of the window comparator 304. By using the limiting amplification means 105 in this way, even if there is a strong noise input of 30 Hz or less in the actually measured road noise spectrum shown in FIG. 4, the generation of unnecessary abnormal sounds from the speaker 109 can be prevented.

【0017】一方、ラジオチューナやカセットデッキな
どのオーディオ信号を再生した時、上記騒音の低減と同
様のメカニズムによって、前述の閉ループがない場合の
オーディオ信号の再生音から変化してしまう。そこで、
このオーディオ信号の再生音の変化を防止するためにオ
ーディオ補償信号作成手段103によってオーディオ補
償信号を作成して第1のミキサ104に入力する。図5
は、図1に示すオーディオ補償信号作成手段103の具
体的な一構成例を示すブロック図である。オーディオ補
償信号作成手段103は、図1に示す制限増幅手段10
5、干渉波信号作成手段106から第2のミキサ107
への信号の流れを遮断した状態でオーディオ信号を再生
した時、マイクロホン101に発生する信号と略同振
幅、逆位相の信号が作成できるように、ゲイン調整回路
401、遅延回路402、周波数特性調整回路403か
ら構成されている。このように、オーディオ補償信号が
制限増幅手段105の前段に設けられた第1のミキサ1
04に加えられることによって、制限増幅手段105が
大きな入力の騒音の時、実質的に増幅度を低下させるよ
うな機能として働くばかりか、オーディオ信号の再生音
が大きい時にも制限増幅手段105の増幅度が低下する
ように機能しオーディオ補償レベルも実質的に追従して
変化する。これにより、スピーカ109から歪みの大き
な異常音を発生させることなく、良好なオーディオ信号
の再生が可能となる。
On the other hand, when an audio signal from a radio tuner or a cassette deck is reproduced, the reproduced sound of the audio signal in the absence of the closed loop is changed by the same mechanism as the above-described noise reduction. Therefore,
In order to prevent a change in the reproduced sound of the audio signal, an audio compensation signal is created by the audio compensation signal creation means 103 and input to the first mixer 104. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of an audio compensation signal creating unit 103 shown in FIG. The audio compensation signal creating means 103 is provided with the limiting amplification means 10 shown in FIG.
5. From the interference wave signal creation means 106 to the second mixer 107
A gain adjustment circuit 401, a delay circuit 402, and a frequency characteristic adjustment so that when an audio signal is reproduced in a state where a signal flow to the microphone 101 is interrupted, a signal having substantially the same amplitude and opposite phase as a signal generated in the microphone 101 can be created. It is composed of a circuit 403. As described above, the audio compensation signal is supplied to the first mixer 1
In addition to the function of the limiting amplifier 105, the limiting amplifying means 105 not only functions as a function of substantially reducing the amplification factor when the input noise is large, but also when the reproduced sound of the audio signal is loud. It functions to a lesser degree and the audio compensation level also changes substantially following. As a result, it is possible to reproduce an excellent audio signal without generating an abnormal sound with large distortion from the speaker 109.

【0018】なお、本実施の形態においては、オーディ
オ補償信号作成手段を制限増幅手段の前段に設けた第1
のミキサに加え、制限増幅手段の後段に干渉波信号作成
手段を設けた構成について説明したが、干渉波信号作成
手段にトランスデューサとしてのマイクロホンの出力信
号を入力し、干渉波信号作成手段の後段に第1のミキ
サ、制限増幅手段と第2のミキサを順次設け、オーディ
オ補償信号作成手段の出力信号を第1のミキサに加える
構成でも構わない。すなわち、本発明の技術思想の中核
は、音響再生システムにおいて干渉波信号作成手段と制
限増幅手段を設け、この制限増幅手段の前段に設けたミ
キサにオーディオ補償信号作成手段の出力信号を入力す
ることにある。
In this embodiment, the audio compensation signal generating means is provided in the first stage before the limiting amplifying means.
In addition to the mixer described above, the configuration in which the interference wave signal creating means is provided after the limiting amplification means has been described, but the output signal of the microphone as a transducer is input to the interference wave signal creating means, and the interference wave signal creating means is arranged after the interference wave signal creating means. The first mixer, the limiting amplifier, and the second mixer may be sequentially provided, and the output signal of the audio compensation signal creating unit may be added to the first mixer. That is, the core of the technical idea of the present invention is to provide an interference wave signal generating means and a limiting amplifier in a sound reproducing system, and to input an output signal of the audio compensating signal generating means to a mixer provided in a stage preceding the limiting amplifier. It is in.

【0019】また、本実施の形態においては、トランス
デューサとしてマイクロホンを用いて説明してきたが、
これ以外にも様々なトランスデューサを用いることが可
能である。また、マイクロホンにより直接騒音を検出す
るのみならず、騒音と相関の高い振動等を検出すること
も可能である。
In this embodiment, the microphone has been described as a transducer.
In addition, various transducers can be used. Further, it is possible to detect not only the noise directly from the microphone but also vibration having a high correlation with the noise.

【0020】また、本実施の形態においては、電気音響
変換手段とスピーカを用いて説明してきたが、必ずしも
これに限定されるものではない。
In this embodiment, the description has been made using the electroacoustic conversion means and the speaker, but the present invention is not necessarily limited to this.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、オーディ
オ信号の再生音と騒音もしくは騒音と相関の高い振動を
検出するトランスデューサと、前記オーディオ信号の再
生によって前記トランスデューサよりフィードバックさ
れたオーディオ信号成分を打ち消すための補償信号を前
記オーディオ信号から作成するオーディオ補償信号作成
手段と、前記トランスデューサの出力信号と前記オーデ
ィオ補償信号作成手段の出力信号を加算する第1のミキ
サと、前記第1のミキサの出力信号が入力され、その入
力された信号の振幅が予め決められた出力振幅以下の場
合は、前記第1のミキサの出力信号を一定の増幅度で増
幅して出力し、前記入力された信号の振幅が前記予め決
められた出力振幅を超える場合は、前記予め決められた
出力振幅が略上限となるように前記第1のミキサの出力
信号の大きさに応じて増幅度を可変して出力する制限増
幅手段と、前記制限増幅手段の出力信号から前記騒音と
干渉させて前記騒音を低減させるための干渉波信号を作
成する干渉波信号作成手段と、前記干渉波信号作成手段
の出力信号と前記オーディオ信号を加算する第2のミキ
サと、前記第2のミキサの出力信号が入力される電力増
幅手段と、前記電力増幅手段の出力信号が入力され、音
波を放射する電気音響変換手段とを備えているため、非
常に大きな騒音が発生した場合でもスピーカから歪みの
大きな異常音を発生することなく、オーディオ信号の補
償レベルを常に適正なレベルに保ってオーディオ信号の
再生が可能であり、また、オーディオ信号の再生レベル
が非常に大きくなった時にも自動的に騒音低減能力ばか
りかオーディオ信号の補償能力も低下させ、オーディオ
信号の再生に悪影響を与えるようなスピーカからの歪み
の大きな異常音を発生させない音響再生システムを実現
できる。
As described above, according to the present invention, a transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and noise or vibration having a high correlation with the noise, and an audio signal component fed back from the transducer by reproducing the audio signal Audio compensation signal creating means for creating a compensation signal for canceling the audio signal from the audio signal, a first mixer for adding an output signal of the transducer and an output signal of the audio compensation signal creating means, When an output signal is input and the amplitude of the input signal is equal to or less than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is amplified and output at a fixed amplification degree, and the input signal is output. Is larger than the predetermined output amplitude, the predetermined output amplitude is substantially equal to the upper limit. Limiting amplification means for varying and outputting an amplification degree according to the magnitude of the output signal of the first mixer, and reducing the noise by interfering with the noise from the output signal of the limitation amplification means. Signal generating means for generating the interference wave signal, a second mixer for adding the output signal of the interference wave signal generating means and the audio signal, and a power amplifier to which the output signal of the second mixer is inputted Means, an output signal of the power amplifying means is input, and an electro-acoustic converting means for radiating sound waves, so that even if extremely loud noise is generated, an abnormal sound with large distortion is not generated from the speaker. The audio signal can be played with the compensation level of the audio signal always kept at an appropriate level, and automatically when the playback level of the audio signal becomes extremely large. Compensation capability of the noise reduction capability only if the audio signal is also reduced, it is possible to realize a sound reproduction system that does not generate a large abnormal noise distortion from the speaker adversely affect the reproduction of the audio signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の音響再生システムの実施の形態を説明
するための説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of a sound reproduction system according to the present invention.

【図2】同システムを車両に実装した時の一巡伝達関数
の特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram of a loop transfer function when the system is mounted on a vehicle.

【図3】同システムの制限増幅手段の具体的な一構成例
を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of a limiting amplification unit of the system.

【図4】実測のロードノイズスペクトル図FIG. 4 is a measured road noise spectrum diagram.

【図5】本発明の実施の形態のオーディオ補償信号作成
手段の具体的な一構成例を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration example of an audio compensation signal generation unit according to the embodiment of the present invention.

【図6】従来の音響再生システムを説明するための説明
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a conventional sound reproduction system.

【図7】一般的な道路走行時のロードノイズスペクトル
FIG. 7 is a road noise spectrum diagram when driving on a general road.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 マイクロホン 102 車室 103 オーディオ補償信号作成手段 104 第1のミキサ 105 制限増幅手段 106 干渉波信号作成手段 107 第2のミキサ 108 電力増幅手段 109 スピーカ 301 オペアンプ 302 トランスコンダクタンスアンプ 303 外部電流端子 304 ウィンドコンパレータ 305 時定数設定回路 306 定電流源 401 ゲイン調整回路 402 遅延回路 403 周波数特性調整回路 501 マイクロホン 502 車室 503 フィルタ 504 第1のミキサ 505 電力増幅手段 506 スピーカ 507 オーディオ補償信号作成手段 508 第2のミキサ Reference Signs List 101 microphone 102 cabin 103 audio compensation signal generation means 104 first mixer 105 limiting amplification means 106 interference wave signal generation means 107 second mixer 108 power amplification means 109 speaker 301 operational amplifier 302 transconductance amplifier 303 external current terminal 304 window comparator 305 Time constant setting circuit 306 Constant current source 401 Gain adjustment circuit 402 Delay circuit 403 Frequency characteristic adjustment circuit 501 Microphone 502 Cab 503 Filter 504 First mixer 505 Power amplifier 506 Speaker 507 Audio compensation signal generator 508 Second mixer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 オーディオ信号の再生音と騒音もしくは
騒音と相関の高い振動を検出するトランスデューサと、
前記オーディオ信号の再生によって前記トランスデュー
サよりフィードバックされたオーディオ信号成分を打ち
消すための補償信号を前記オーディオ信号から作成する
オーディオ補償信号作成手段と、前記トランスデューサ
の出力信号と前記オーディオ補償信号作成手段の出力信
号を加算する第1のミキサと、前記第1のミキサの出力
信号が入力され、その入力された信号の振幅が予め決め
られた出力振幅以下の場合は、前記第1のミキサの出力
信号を一定の増幅度で増幅して出力し、前記入力された
信号の振幅が前記予め決められた出力振幅を超える場合
は、前記予め決められた出力振幅が略上限となるように
前記第1のミキサの出力信号の大きさに応じて増幅度を
可変して出力する制限増幅手段と、前記制限増幅手段の
出力信号から前記騒音と干渉させて前記騒音を低減させ
るための干渉波信号を作成する干渉波信号作成手段と、
前記干渉波信号作成手段の出力信号と前記オーディオ信
号を加算する第2のミキサと、前記第2のミキサの出力
信号が入力される電力増幅手段と、前記電力増幅手段の
出力信号が入力され、音波を放射する電気音響変換手段
とを備えた音響再生システム。
1. A transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and noise or vibration having a high correlation with the noise,
Audio compensation signal creating means for creating, from the audio signal, a compensation signal for canceling an audio signal component fed back from the transducer by reproduction of the audio signal; an output signal of the transducer and an output signal of the audio compensation signal creating means And an output signal of the first mixer, and when the amplitude of the input signal is equal to or smaller than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is fixed. When the amplitude of the input signal exceeds the predetermined output amplitude, the first mixer is controlled so that the predetermined output amplitude is substantially equal to the upper limit. Limiting amplifying means for varying and outputting the degree of amplification in accordance with the magnitude of the output signal; and And interference signal producing means for producing an interference wave signal for reducing the noise by interfering with the sound,
A second mixer that adds the output signal of the interference wave signal creating unit and the audio signal, a power amplifying unit that receives an output signal of the second mixer, and an output signal of the power amplifying unit, An acoustic reproduction system comprising: an electroacoustic conversion unit that emits a sound wave.
【請求項2】 オーディオ信号の再生音と騒音もしくは
騒音と相関の高い振動を検出するトランスデューサと、
前記オーディオ信号の再生によって前記トランスデュー
サよりフィードバックされたオーディオ信号成分を打ち
消すための補償信号を前記オーディオ信号から作成する
オーディオ補償信号作成手段と、前記トランスデューサ
の出力信号が入力され、前記騒音と干渉させて前記騒音
を低減させるための干渉波信号を作成する干渉波信号作
成手段と、前記干渉波信号作成手段の出力信号と前記オ
ーディオ補償信号作成手段の出力信号を加算する第1の
ミキサと、前記第1のミキサの出力信号が入力され、そ
の入力された信号の振幅が予め決められた出力振幅以下
の場合は、前記第1のミキサの出力信号を一定の増幅度
で増幅して出力し、前記入力された信号の振幅が前記予
め決められた出力振幅を超える場合は、前記予め決めら
れた出力振幅が略上限となるように前記第1のミキサの
出力信号の大きさに応じて増幅度を可変して出力する制
限増幅手段と、前記制限増幅手段の出力信号と前記オー
ディオ信号を加算する第2のミキサと、前記第2のミキ
サの出力信号が入力される電力増幅手段と、前記電力増
幅手段の出力信号が入力され、音波を放射する電気音響
変換手段とを備えた音響再生システム。
2. A transducer for detecting a reproduced sound of an audio signal and noise or vibration having a high correlation with the noise,
Audio compensation signal creation means for creating a compensation signal from the audio signal for compensating the audio signal component fed back from the transducer by reproduction of the audio signal, and an output signal of the transducer is input and interferes with the noise An interference wave signal creating unit that creates an interference wave signal for reducing the noise; a first mixer that adds an output signal of the interference wave signal creating unit and an output signal of the audio compensation signal creating unit; When the output signal of the first mixer is input and the amplitude of the input signal is equal to or smaller than a predetermined output amplitude, the output signal of the first mixer is amplified and output at a constant amplification degree, and When the amplitude of the input signal exceeds the predetermined output amplitude, the predetermined output amplitude is substantially Limiting amplifying means for varying the degree of amplification according to the magnitude of the output signal of the first mixer so as to limit the output, and a second mixer for adding the output signal of the limiting amplifying means and the audio signal And a power amplifying unit to which an output signal of the second mixer is input, and an electroacoustic conversion unit to which an output signal of the power amplifying unit is input and emits a sound wave.
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