JP2934049B2 - アクティブ消音装置 - Google Patents
アクティブ消音装置Info
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- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 claims description 24
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- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送風機，圧縮機，エン
ジン等の回転機騒音を消音するアクティブ消音装置の改
良に関するものである。
ジン等の回転機騒音を消音するアクティブ消音装置の改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】送風機や圧縮機等の回転機は、その回転
数に依存した周期騒音を発する場合が多い。この騒音を
消すためには、これらの回転機の周期騒音に対し、逆位
相かつ同振幅の消音用音波を、別に設けた音波発生手段
から放射し、音波干渉を起こすことによって、回転機騒
音を打ち消すアクティブ消音システムが以前から使用さ
れている。
数に依存した周期騒音を発する場合が多い。この騒音を
消すためには、これらの回転機の周期騒音に対し、逆位
相かつ同振幅の消音用音波を、別に設けた音波発生手段
から放射し、音波干渉を起こすことによって、回転機騒
音を打ち消すアクティブ消音システムが以前から使用さ
れている。
【０００３】図３はその原理を示すものである。回転機
１から周期騒音が放射されており、音波検出手段である
マイク２でこれを検出する。マイク２で検出した騒音信
号は、信号処理回路３によって所定の処理が施され、消
音用音波発生手段であるスピーカ４から、逆位相でかつ
同振幅の音波が出力され、点Ａの位置で消音される。こ
こで、前記の信号処理回路３では、回転機１から発せら
れた音波が、マイク２の位置まで伝播するときの伝達特
性Ｈ１，回転機１から発せられた音波がスピーカ４の位
置まで伝播するときの伝達特性Ｈ２，およびスピーカ４
から出力された音波が再びマイク２に至る音響フィード
バックの伝達特性Ｈ３を考慮した、所定の伝達特性を持
つインパルス応答データと、マイク２の出力を畳み込む
ことによる時間軸上の演算によって、逆位相波形が生成
される。一般に、マイク２に到達した音を処理して、ス
ピーカ４から消音のための信号を出力するのであるか
ら、因果律を満たすためには、回転機１からスピーカ４
までの距離は、回転機１からマイク２までの距離より長
くする必要がある。ただし、回転機１の騒音が周期的で
ある場合は、一定周期後の騒音が予測されるから、この
限りではない。
１から周期騒音が放射されており、音波検出手段である
マイク２でこれを検出する。マイク２で検出した騒音信
号は、信号処理回路３によって所定の処理が施され、消
音用音波発生手段であるスピーカ４から、逆位相でかつ
同振幅の音波が出力され、点Ａの位置で消音される。こ
こで、前記の信号処理回路３では、回転機１から発せら
れた音波が、マイク２の位置まで伝播するときの伝達特
性Ｈ１，回転機１から発せられた音波がスピーカ４の位
置まで伝播するときの伝達特性Ｈ２，およびスピーカ４
から出力された音波が再びマイク２に至る音響フィード
バックの伝達特性Ｈ３を考慮した、所定の伝達特性を持
つインパルス応答データと、マイク２の出力を畳み込む
ことによる時間軸上の演算によって、逆位相波形が生成
される。一般に、マイク２に到達した音を処理して、ス
ピーカ４から消音のための信号を出力するのであるか
ら、因果律を満たすためには、回転機１からスピーカ４
までの距離は、回転機１からマイク２までの距離より長
くする必要がある。ただし、回転機１の騒音が周期的で
ある場合は、一定周期後の騒音が予測されるから、この
限りではない。
【０００４】図４は、回転機１の騒音が周期的である場
合の一例である。このアクティブ消音システムの構成例
においては、回転機１からスピーカ４までの距離が、回
転機１からマイク２までの距離より短い。回転機騒音の
基本周波数は、回転機１の回転数に依存している。信号
処理回路３では、マイク２の出力をフーリエ変換し、所
定の伝達特性を掛け合わせた後、逆フーリエ変換して時
間波形にし、信号処理回路３内のメモリに蓄え、回転機
１の回転に同期してスピーカ４から出力する。この同期
信号Ｓの作成には、回転機１に近接して設けた回転検出
機５が利用される。
合の一例である。このアクティブ消音システムの構成例
においては、回転機１からスピーカ４までの距離が、回
転機１からマイク２までの距離より短い。回転機騒音の
基本周波数は、回転機１の回転数に依存している。信号
処理回路３では、マイク２の出力をフーリエ変換し、所
定の伝達特性を掛け合わせた後、逆フーリエ変換して時
間波形にし、信号処理回路３内のメモリに蓄え、回転機
１の回転に同期してスピーカ４から出力する。この同期
信号Ｓの作成には、回転機１に近接して設けた回転検出
機５が利用される。
【０００５】周期騒音に対するアクティブ消音装置は、
要約すると、基本周波数成分とその高調波成分からなる
回転機の周期騒音に対し、信号処理回路により逐次計算
された消音用逆位相波形のデータをメモリに蓄え、回転
機が発する回転騒音もしくは振動の基本周波数に応じた
一定の周期で、順次メモリから消音用音源に出力するも
のである。
要約すると、基本周波数成分とその高調波成分からなる
回転機の周期騒音に対し、信号処理回路により逐次計算
された消音用逆位相波形のデータをメモリに蓄え、回転
機が発する回転騒音もしくは振動の基本周波数に応じた
一定の周期で、順次メモリから消音用音源に出力するも
のである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】回転機の騒音は、一般
に周期的であるから、図４のような方式がよく使用され
る。このようなアクティブ消音システムにおいては、前
記の同期信号を得るために回転機の回転を検出するロー
タリエンコーダや、非接触反射型検出機等の回転検出機
が利用される。しかし、これらは既製の回転機に対する
取付方法、設置スペース、および価格の点において問題
がある。また、回転機入力の周波数を基に同期信号を作
成した場合は、回転機負荷による滑りの変動が考慮され
ないので、必ずしも騒音の基本周波数に同期していると
は限らない。このため消音精度は劣化する。また、直流
機の場合は、同期信号を作成できない。本発明の目的
は、同期信号の作成において前記の問題を解決し、アク
ティブ消音装置の消音精度を高め、かつ利用範囲を広げ
ようとするものである。
に周期的であるから、図４のような方式がよく使用され
る。このようなアクティブ消音システムにおいては、前
記の同期信号を得るために回転機の回転を検出するロー
タリエンコーダや、非接触反射型検出機等の回転検出機
が利用される。しかし、これらは既製の回転機に対する
取付方法、設置スペース、および価格の点において問題
がある。また、回転機入力の周波数を基に同期信号を作
成した場合は、回転機負荷による滑りの変動が考慮され
ないので、必ずしも騒音の基本周波数に同期していると
は限らない。このため消音精度は劣化する。また、直流
機の場合は、同期信号を作成できない。本発明の目的
は、同期信号の作成において前記の問題を解決し、アク
ティブ消音装置の消音精度を高め、かつ利用範囲を広げ
ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明においては、騒音
と、消音信号により発生された音とから消音誤差信号を
検出する消音誤差信号検出手段と；これにより得られた
消音誤差信号により消音信号を計算しメモリに蓄え、同
期信号により出力させる信号処理回路と；信号処理回路
から得られた消音信号の成分と前記の消音誤差信号の差
から騒音信号を求める回路と；騒音の周波数と相関を有
する信号に基づいて通過帯域が変化し、騒音信号を求め
る回路から得られた騒音信号の基本周波数成分を抽出し
同期信号を形成するバンドパスフィルタとを備え；バン
ドパスフィルタからの同期信号により信号処理回路から
出力される消音信号を制御するようにした。
と、消音信号により発生された音とから消音誤差信号を
検出する消音誤差信号検出手段と；これにより得られた
消音誤差信号により消音信号を計算しメモリに蓄え、同
期信号により出力させる信号処理回路と；信号処理回路
から得られた消音信号の成分と前記の消音誤差信号の差
から騒音信号を求める回路と；騒音の周波数と相関を有
する信号に基づいて通過帯域が変化し、騒音信号を求め
る回路から得られた騒音信号の基本周波数成分を抽出し
同期信号を形成するバンドパスフィルタとを備え；バン
ドパスフィルタからの同期信号により信号処理回路から
出力される消音信号を制御するようにした。
【０００８】
【作用】騒音と消音信号により形成される消音誤差信号
検出手段の出力と、消音信号の成分すなわち逆位相波形
データとから、騒音信号を求め、これを回転器の入力周
波数，入力電圧，入力電流等の回転器騒音の周波数と相
関のある信号をもとに変化する帯域を有するバンドパス
フィルタによって基本周波数あるいはその高調波の１成
分のみを抽出し、これを利用して回転器騒音に同期した
同期信号を得ることができる。このため、回転検出を行
なわなくても、回転騒音の基本周波数に応じた一定の周
期のクロックすなわち同期信号の作成が可能になる。
検出手段の出力と、消音信号の成分すなわち逆位相波形
データとから、騒音信号を求め、これを回転器の入力周
波数，入力電圧，入力電流等の回転器騒音の周波数と相
関のある信号をもとに変化する帯域を有するバンドパス
フィルタによって基本周波数あるいはその高調波の１成
分のみを抽出し、これを利用して回転器騒音に同期した
同期信号を得ることができる。このため、回転検出を行
なわなくても、回転騒音の基本周波数に応じた一定の周
期のクロックすなわち同期信号の作成が可能になる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明に係るアクティブ消音装置の一
実施例のブロック図である。
実施例のブロック図である。
【００１０】圧縮機室６内に圧縮機７が設置され、圧縮
機７から、消音対象とする最大周波数の音波の半波長の
長さより十分短い距離に、消音用のスピーカ４が設置さ
れ、その前方に消音誤差検出マイク８が設置される。消
音誤差検出マイク８で検出された誤差信号Ｅは、信号処
理回路３に入力され消音信号Ｙが計算される。消音信号
Ｙは信号処理回路３に設けられたメモリに蓄えられ、同
期信号Ｓによって順次出力される。信号処理回路３から
出力された消音信号Ｙは、同期信号Ｓに同期してスピー
カ４に入力され、逆位相波形の消音音波が放射される。
さらに消音信号Ｙは、スピーカ４の入力から消音誤差検
出マイク８の出力に至るまでの伝達特性Ｈ４と同じ特性
のフィルタ９を介して減算機１２に送られ、ここにおい
て誤差信号Ｅから引算され、騒音信号Ｎとなる。騒音信
号Ｎは、バンドパスフィルタ１０に入力され、同期信号
Ｓが出力される。
機７から、消音対象とする最大周波数の音波の半波長の
長さより十分短い距離に、消音用のスピーカ４が設置さ
れ、その前方に消音誤差検出マイク８が設置される。消
音誤差検出マイク８で検出された誤差信号Ｅは、信号処
理回路３に入力され消音信号Ｙが計算される。消音信号
Ｙは信号処理回路３に設けられたメモリに蓄えられ、同
期信号Ｓによって順次出力される。信号処理回路３から
出力された消音信号Ｙは、同期信号Ｓに同期してスピー
カ４に入力され、逆位相波形の消音音波が放射される。
さらに消音信号Ｙは、スピーカ４の入力から消音誤差検
出マイク８の出力に至るまでの伝達特性Ｈ４と同じ特性
のフィルタ９を介して減算機１２に送られ、ここにおい
て誤差信号Ｅから引算され、騒音信号Ｎとなる。騒音信
号Ｎは、バンドパスフィルタ１０に入力され、同期信号
Ｓが出力される。
【００１１】圧縮機騒音の基本周波数成分は、概ね圧縮
機７の入力周波数に比例しているので、バンドパスフィ
ルタ１０の通過中心周波数は、圧縮機入力からの周波数
指令Ｆによって変化させる。
機７の入力周波数に比例しているので、バンドパスフィ
ルタ１０の通過中心周波数は、圧縮機入力からの周波数
指令Ｆによって変化させる。
【００１２】バンドパスフィルタ１０においては、騒音
の基本周波数またはその高調波の１成分のみが抽出され
る。このとき、バンドパスフィルタ１０の通過帯域幅
は、抽出しようとする周波数成分と隣合う高調波成分を
検出しない程度に余裕を持たせる。さらに、通過中心周
波数を、回転機の入力周波数や電圧，電流等に応じて変
化させることにより、回転機負荷の変動や回転数の変動
に対しても追従できる同期信号の作成が可能になる。
の基本周波数またはその高調波の１成分のみが抽出され
る。このとき、バンドパスフィルタ１０の通過帯域幅
は、抽出しようとする周波数成分と隣合う高調波成分を
検出しない程度に余裕を持たせる。さらに、通過中心周
波数を、回転機の入力周波数や電圧，電流等に応じて変
化させることにより、回転機負荷の変動や回転数の変動
に対しても追従できる同期信号の作成が可能になる。
【００１３】図１において、フィルタ９への入力は消音
信号Ｙとなっているが、消音信号Ｙの基本周波数成分の
みでもよい。仮にフィルタ９をソフトウェアで実現する
と仮定すると、消音信号Ｙの基本周波数成分のみをフィ
ルタ９に入力した場合、計算を短縮することができる。
信号Ｙとなっているが、消音信号Ｙの基本周波数成分の
みでもよい。仮にフィルタ９をソフトウェアで実現する
と仮定すると、消音信号Ｙの基本周波数成分のみをフィ
ルタ９に入力した場合、計算を短縮することができる。
【００１４】信号処理回路３では次式に従って消音信号
Ｙを計算すればよい。
Ｙを計算すればよい。
【００１５】
【数１】
【００１６】ここで、Ｈsmはスピーカ４の入力から消音
誤差検出マイク８の出力に至るまでの伝達特性を示す。
Ｙの初期値Ｙ0 は０とおいて、順次Ｙを更新していく。
Ｈsmは次式で求めることができる。
誤差検出マイク８の出力に至るまでの伝達特性を示す。
Ｙの初期値Ｙ0 は０とおいて、順次Ｙを更新していく。
Ｈsmは次式で求めることができる。
【００１７】
【数２】
【００１８】ここでＹ0 は０とおいて計算を反復すれ
ば、Ｈsmは最適な値に近づく。フィルタ９の伝達特性Ｈ
４は、ここで求められる伝達特性Ｈsmで置換え、順次更
新してもよい。
ば、Ｈsmは最適な値に近づく。フィルタ９の伝達特性Ｈ
４は、ここで求められる伝達特性Ｈsmで置換え、順次更
新してもよい。
【００１９】図２は、本発明の他の実施例であって騒音
源は軸流ＤＣファン１１の場合である。
源は軸流ＤＣファン１１の場合である。
【００２０】軸流ファンでは、吸込み流れの乱れによ
り、ファンの回転数と羽根の枚数の積で決まる基本周波
数とその高調波成分の騒音が発生する。
り、ファンの回転数と羽根の枚数の積で決まる基本周波
数とその高調波成分の騒音が発生する。
【００２１】システムの構成は図１の実施例とほぼ同一
であるが、ＤＣファンを使用する場合であるから、バン
ドパスフィルタ１０の通過中心周波数は、ファンを駆動
するＤＣモータの入力電圧指令Ｄで制御を行なってい
る。ＤＣモータの入力電圧とファンの回転数とは関連し
ているから、予め入力電圧とファン回転数の関係を測定
により求め、そのデータを用いてバンドパスフィルタ１
０の通過中心周波数を決定する。
であるが、ＤＣファンを使用する場合であるから、バン
ドパスフィルタ１０の通過中心周波数は、ファンを駆動
するＤＣモータの入力電圧指令Ｄで制御を行なってい
る。ＤＣモータの入力電圧とファンの回転数とは関連し
ているから、予め入力電圧とファン回転数の関係を測定
により求め、そのデータを用いてバンドパスフィルタ１
０の通過中心周波数を決定する。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、回転機の周期騒音のア
クティブ消音において、周波数領域で計算した消音信号
を時間領域に変換して、出力する際のタイミングを決定
する同期信号を、消音誤差信号と消音信号から算出した
騒音信号の基本周波数成分を抽出することによって作成
するから、回転検出機が不要となり、構造的負担が軽減
できる。さらに、本発明におけるアクティブ消音装置は
ハウリングが起きにくく、安定した制御が可能になる。
クティブ消音において、周波数領域で計算した消音信号
を時間領域に変換して、出力する際のタイミングを決定
する同期信号を、消音誤差信号と消音信号から算出した
騒音信号の基本周波数成分を抽出することによって作成
するから、回転検出機が不要となり、構造的負担が軽減
できる。さらに、本発明におけるアクティブ消音装置は
ハウリングが起きにくく、安定した制御が可能になる。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図３】アクティブ消音の原理の説明のためのブロック
図である。
図である。
【図４】周期騒音を対象としたアクティブ消音装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 回転機 ２ マイク ３ 信号処理回路 ４ スピーカ ５ 回転検出機 ７ 圧縮機 ８ 消音誤差検出マイク ９ フィルタ １０ バンドパスフィルタ １１ 軸流ＤＣファン
Claims (1)
- 【請求項１】 騒音と、消音信号により発生された音と
から消音誤差信号を検出する消音誤差信号検出手段と、 これにより得られた消音誤差信号により消音信号を計算
しメモリに蓄え同期信号により出力させる信号処理回路
と、 信号処理回路から得られた消音信号の成分と前記の消音
誤差信号の差から騒音信号を求める回路と、騒音の周波数と相関を有する信号に基づいて通過帯域が
変化し、 騒音信号を求める回路から得られた騒音信号の
基本周波数成分を抽出し同期信号を形成するバンドパス
フィルタとを備え、 バンドパスフィルタからの同期信号により信号処理回路
から出力される消音信号を制御することを特徴とするア
クティブ消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118395A JP2934049B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | アクティブ消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118395A JP2934049B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | アクティブ消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04347559A JPH04347559A (ja) | 1992-12-02 |
| JP2934049B2 true JP2934049B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=14735613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118395A Expired - Fee Related JP2934049B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | アクティブ消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934049B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015176006A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 日本電気株式会社 | 減音装置、減音方法、及び、減音装置制御プログラム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178363A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Asahi Okuma Ind Co Ltd | エア−モ−タ−の回転数検知方法及び装置 |
| JPS629396A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-17 | 光洋産業株式会社 | 防音装置 |
| JPS6381398A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車両のこもり音抑制装置の位相差決定方法 |
| JPH01235499A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-20 | Toshiba Corp | 回転機音の消音装置 |
| JPH01282996A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-14 | Citizen Watch Co Ltd | 消音装置における検出駆動システム |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3118395A patent/JP2934049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04347559A (ja) | 1992-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990518 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |