JP3083524B2 - 回転機音消音装置 - Google Patents

回転機音消音装置

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JP3083524B2
JP3083524B2 JP01059293A JP5929389A JP3083524B2 JP 3083524 B2 JP3083524 B2 JP 3083524B2 JP 01059293 A JP01059293 A JP 01059293A JP 5929389 A JP5929389 A JP 5929389A JP 3083524 B2 JP3083524 B2 JP 3083524B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、回転機音消音装置に係り、特に回転機音信
号をA/D変換して処理した後にD/A変換してスピーカに出
力する回転機音消音装置に関する。
(従来の技術) ある種の装置では、繰り返し変動する入力信号をA/D
変換器でディジタル信号に変換した後に処理装置本体に
通し、この処理装置本体を通った信号をD/A変換器でア
ナログ信号に変換して出力する信号処理装置を必要とす
るものがある。このような装置の代表的なものとして、
ある場所での回転機音を人工的に消す回転機音消音装置
をあげることができる。回転機が発生する音は、回転数
の整数倍の周波数で繰り返し変動する。回転機音消音装
置は、通常、騒音発生源である回転機の近くにマイクロ
ホンを配置するとともに消音対象点の近くにスピーカを
設置している。そして、マイクロホンで得られた回転機
音信号をA/D変換器でディジタル信号に変換した後、フ
ーリエ変換器で周波数分析し、各周波数成分信号に必要
な係数を掛け、これをD/A変換器でアナログ信号に戻
し、このアナログ信号をスピーカの入力信号として与え
るようにしている。
ところで、このような回転機音消音装置では、一般
に、A/D変換器で用いる標本化信号をそのままD/A変換器
のクロック信号として用いている。そして、標本化信号
の周期、つまり標本化時間を、入力信号の基本周波数の
変動幅を考慮に入れたサンプリング定理から導かれる一
定の値Δtに設定するようにしている。
しかしながら、このような回転機音消音装置、つまり
繰り返し変動する入力信号をA/D変換した後にD/A変換し
て出力する従来の信号処理装置にあっては次のような問
題があった。すなわち、入力信号の基本周波数がほぼ一
定の場合にはそれ程問題とはならないが、基本周波数が
変動した場合には入力信号の波形と出力信号の波形との
整合性が崩れ、良好な制御ができなくなることがある。
第3図は、この現象を回転機音消音装置を例にとって示
したものである。従来の回転機音消音装置では、入力信
号(a)の基本周波数成分の周期に同期したトリガ信号
(b)を発生させる。そして、一定周期の標本化信号
(c)を使って入力信号を標本化し、トリガ信号間で得
られた標本をリアルタイムでA/D変換(d)して取り込
む。今、トリガ信号間を図に示すように、n,n+1、n
+2、…とすると、nの期間に取り込まれたディジタル
データをn+1の期間にフーリエ変換し、各周波数成分
に必要な係数を掛ける。つまり信号処理(e)を行う。
続いて、処理されたディジタルデータをn+2の期間に
標本化信号(c)をクロック信号に用いてD/A変換
(f)し、アナログデータとして出力(g)させるよう
にしている。第3図に示す波形から判るように、入力信
号(a)の基本周波数が一定のときには問題ないが、た
とえばn+1の期間とn+2の期間のように、基本周波
数が変化した場合には、出力(g)は入力信号の波形と
は全く異なった波形になる。したがって、回転機音の良
好な消音は期待できないことになる。また、A/D変換し
た信号をフーリエ変換して周波数分析するためにはトリ
ガ信号(b)で入力信号を区切って処理する必要がある
が、従来の装置ではトリガ信号(b)の周期と標本化信
号との同期がとれていない。このため、入力信号を不連
続に抽出していることになり、このままフーリエ変換す
ると処理結果にリーケージエラーが生ずる。これを防ぐ
ために従来の装置ではウィンドウ処理を施すようにして
いる。しかし、得られたエネルギを示すデータに演算誤
差を考慮した補正を行なわなければならず、しかもこの
処理のために演算時間が長くなる問題もあった。
(発明が解決しようとする課題) 上述の如く、従来のこの種の信号処理装置にあって
は、入力信号の波形と出力信号の波形との整合性がとれ
ない場合が発生するばかりか、A/D変換からD/A変換に至
る過程でウインドウ処理等の特殊な処理を必要とし、し
かも処理に長時間を要する問題があった。
そこで本発明は、入力信号の基本周波数の変化に対応
させて周期が自動的に変化する標本化信号を作る機能を
備え、この標本化信号を使って各サンプリング期間内で
設定された数の標本化を正確に行うことができ、もって
前述した問題点を解消できる回転機音消音装置を提供す
ることを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明に係る回転機音消
音装置は、回転機の近傍に配置されたマイクロホンから
出力される回転機音信号を入力信号とし、該入力信号の
基本周波数の周期に同期した基本パルスを発生する基本
パルス発生手段と、前記基本パルス発生器で発生された
基本パルスの周期内に設定標本数(N)に対応させて前
記基本周波数のN倍の周波数を有する標本化信号を発生
する標本化信号発生手段と、前記基本パルスに同期した
トリガ信号を発生するトリガ信号発生手段と、前記標本
化信号を用いて前記入力信号をディジタル信号に変換
し、前記トリガ信号が与えられる毎に該ディジタル信号
を出力するA/D変換器と、前記A/D変換器から出力された
ディジタル信号をフーリエ変換して周波数分析し、これ
により得られた各周波数成分に所定の係数を掛ける処理
を行う処理手段と、前記標本化信号をクロック信号とし
て用い、前記トリガ信号が与えられる毎に前記処理手段
により処理されたディジタル信号をアナログ信号に変換
して、消音対象点の近傍に設置されたスピーカに与える
D/A変換器とを具備してなることを特徴とする。
(実施例) 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
第1図には本発明の一実施例に係る信号処理装置、こ
こには回転機音消音装置に適用した信号処理装置の例が
示されている。
図示しないマイクロホンから出力された回転機音信号
は入力信号Kとして、一方においては基本パルス発生回
路1に入力され、他方においてはA/D変換器2に入力さ
れる。基本パルス発生回路1は、フィルタ回路3と波形
整形回路4とで構成されており、入力信号Kの基本周波
数成分がたとえばマイナスからプラスへ変化するときの
ゼロクロス時点において基本パルスLを発生するように
構成されている。そして、この基本パルスLは、標本化
信号発生回路5に導入される。
標本化信号発生回路5は、たとえば周波数逓倍形のフ
ェーズロックドループによって構成されている。すなわ
ち、位相比較器6の一方の入力端に基本パルスLを入力
するとともに位相比較器6の出力をローパスフイルタ7
を介して電圧制御形発振器8に導入し、さらに電圧制御
形発振器8の出力を分周器9を介して位相比較器6の他
方の入力端に導入している。なお、分周器9の分周比は
標本数設定器10によって行われる。したがって、この標
本化信号発生回路5では、今、分周器9の分周比を1/N
とし、基本パルスLの周波数をfとすると、常にNf倍の
周波数の標本化信号Mを出力する。そして、この標本化
信号Mは、一方においてはトリガ信号発生器11に与えら
れ、他方においてはA/D変換器2の標本化信号として、
また後述するD/A変換器15のクロック信号として与えら
れる。
トリガ信号発生器11は、標本化信号Mを1/Nに分周す
る分周器12と、この分周器12の出力と前記基本パルスL
とを入力して基本周波数成分の任意の位相でトリガ信号
Pを出力するディジタル比較器13とで構成されている。
そして、トリガ信号Pは、A/D変換器2のデータ転送指
令およびD/A変換器15のデータ読込み指令として与えら
れる。
A/D変換器2は、入力信号Kを標本化信号Mで標本化
し、これら標本をディジタル信号に変換して一旦蓄え
る。そして、トリガ信号Pが与えられ都度、蓄えたデー
タを処理部14へ転送する。処理部14はA/D変換器2から
転送されたデータをフーリエ変換して周波数分析し、各
周波数成分に必要な係数を掛ける。また、D/A変換器15
は、トリガ信号Pが与えられる都度、処理部14からデー
タを読込み、これを標本化信号Mをクロック信号として
アナログ信号に変換して出力する。このD/A変換器15か
ら出力されるアナログ信号は、前述したように消音対象
点の近傍に設置されたスピーカに与えられる。
次に、上記のように構成された装置の動作を第2図を
適宜参照しながら説明する。繰り返し変動する入力信号
Kが導入されると、基本パルス発生回路1は、入力信号
Kの基本周波数成分を抽出し、この基本周波数成分の一
方のゼロクロス点が到来する毎に基本パルスLを出力す
る。一方、標本化信号発生回路5は、分周器9の分周比
を1/Nとすると、良く知られているフェーズロックドル
ープの作用により、基本パルスLの周期の1/Nの周期の
標本化信号Mを出力する。そして、この標本化信号Mお
よび基本パルスLを入力してトリガ信号発生回路11から
トリガ信号Pが出力される。この結果、A/D変換器2、
処理部14、D/A変換器15が第2図に示すタイミングで動
作し、D/A変換器15からアナログの出力信号Qが送出さ
れる。
このように、入力信号Kの基本周波数の周期に同期し
た基本パルスLを発生させるとともに基本パルスLの周
期内に設定標本数Nに対応させて基本周波数のN倍で、
かつ同期のとれた標本化信号Mを発生させ、この標本化
信号Mを使ってA/D変換器2およびD/A変換器15を動作さ
せるようにしている。すなわち、入力信号の基本周波数
をf,標本数をN、fの倍調波数をmとしたとき、基本パ
ルスLの一周期内から常にN個の標本を得るために標本
化時間Δtを、 Δt=1/(m*f*N) に制御しているのである。したがって、第2図に示すn
+2周期目のように基本周波数が変化した場合でもn+
1周期目と同じ標本数でA/D変換を行うことができる。
また、このn+2周期目におけるD/A変換もn+1周期
目におけるD/A変換と同じ数のクロック信号で変換でき
る。このため入力信号Kと出力信号Qとの位相および波
形の整合性を保つことができる。また、入力信号の基本
周期内で標本化を終了させることができるので、A/D変
換後のデータにフーリエ変換処理を施してもリーケージ
エラーが生じるようなことはない。したがって、従来装
置のように、リーケージエラーを除くために入力した信
号に窓関数を掛ける必要がない。このため、窓関数を掛
けることによって起こる演算誤差の補正を行う必要がな
く、処理速度および処理精度を向上させることができ
る。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、繰り返し変動す
る回転機音信号をA/D変換して処理を施した後、D/A変換
してスピーカに与える回転機音消音装置において、入力
信号である回転機音信号と出力信号であるD/A変換器か
らスピーカに与えるアナログ信号との波形の整合性を確
保できるばかりでなく、ウィンドウ処理のような複雑な
処理を必要とせず、処理時間の短縮と処理精度の向上を
図り、良好な消音制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る信号処理装置のブロッ
ク的構成図、第2図は同装置の動作を説明するための
図、第3図は従来の信号処理装置の動作を説明するため
の図である。 1……基本パルス発生回路、2……A/D変換器、5……
標本化信号発生回路、11……トリガ信号発生回路、14…
…処理装置本体としての処理部、15……D/A変換器。
フロントページの続き (72)発明者 長安 克芳 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−15912(JP,A) 特開 昭60−112(JP,A) 特開 昭62−146004(JP,A) 特公 昭63−21363(JP,B2) 実公 昭63−29298(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 17/00 - 17/08 G10K 11/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転機の近傍に配置されたマイクロホンか
    ら出力される回転機音信号を入力信号とし、該入力信号
    の基本周波数の周期に同期した基本パルスを発生する基
    本パルス発生手段と、 前記基本パルス発生器で発生された基本パルスの周期内
    に設定標本数(N)に対応させて前記基本周波数のN倍
    の周波数を有する標本化信号を発生する標本化信号発生
    手段と、 前記基本パルスに同期したトリガ信号を発生するトリガ
    信号発生手段と、 前記標本化信号を用いて前記入力信号をディジタル信号
    に変換し、前記トリガ信号が与えられる毎に該ディジタ
    ル信号を出力するA/D変換器と、 前記A/D変換器から出力されたディジタル信号をフーリ
    エ変換して周波数分析し、これにより得られた各周波数
    成分に所定の係数を掛ける処理を行う処理手段と、 前記標本化信号をクロック信号として用い、前記トリガ
    信号を与えられる毎に前記処理手段により処理されたデ
    ィジタル信号をアナログ信号に変換して、消音対象点の
    近傍に設置されたスピーカに与えるD/A変換器と を具備してなることを特徴とする回転機音消音装置。
  2. 【請求項2】前記標本化信号発生手段は、前記基本パル
    ス発生手段で発生された基本パルスを入力として動作す
    る周波数逓倍形のフェーズロックドループによって構成
    されていることを特徴とする請求項1に記載の回転機音
    消音装置。
JP01059293A 1989-03-10 1989-03-10 回転機音消音装置 Expired - Lifetime JP3083524B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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