JP3340496B2 - アクティブ騒音制御システムの伝達特性の推定方法 - Google Patents

アクティブ騒音制御システムの伝達特性の推定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機を始めとす
るあらゆる電子機器などの騒音対策システムに利用する
ことができるアクティブ騒音制御システムの伝達特性の
推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は本発明の前提となる従来のアクテ
ィブ騒音制御システムの構成を示す図てある。同図にお
いて、３０は電算機室、３１は熱源となる電子計算機等
の回路基板、３２は回路基板を冷却するための冷却ファ
ン、３３は回路基板を冷却した排気を導くダクト、３４
は冷却ファン３２が発生する騒音を検出する騒音検出マ
イク、３５は冷却ファン３２が発生する騒音を打ち消す
音を発生するスピーカ、３６は誤差検出マイク、３７は
誤差検出マイク３６の出力によりそのパラメータが制御
される適応型フィルタである。
【０００３】同図において、冷却ファン３２から発生す
る騒音はダクト３３を介して騒音検出マイク３４によ
り検出され、適応型フィルタ３７に与えられる。適応型
フィルター３７は誤差検出マイク３６の出力が小さくな
るように、騒音検出マイク３４の出力に基づき騒音を打
ち消す音を生成してスピーカ３５から消去音を発生さ
せ、冷却ファン３２から発生する騒音を消音する。しか
し、スピーカ３５から出された音は廻り込み音となっ
て、騒音検出マイク３４に入ってしまうので、これを消
去するフィルタを具備したものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な廻り込み音消去機能付きアクティブ騒音制御システム
を用いた電子機器などにおいては、システムの設計、特
性の解析等のため、ダクト３３内を騒音が逆伝播する際
の伝達特性を推定することが望まれている。しかしなが
ら、上記したダクト３３を逆伝播する音の伝達特性は、
ダクトの長さ、アクティブ騒音制御システムの動作状態
等により変化し、ダクト内の２箇所にマイクを設置して
その出力より伝達特性推定アルゴリズムやＦＦＴ（高速
フーリェ変換）分析器等を用いて伝達特性を推定しよう
としても正確な推定は困難であり、従来においては、上
記伝達特性を正確に推定する方法が確立されていなかっ
た。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、ダクト等の一次元音場の騒音の伝達特
性を正確に推定することができる廻り込み音消去機能も
含むアクティブ騒音制御システムの伝達特性の推定方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図である。同図において、１は騒音を発生する騒音源、
２はダクト等の一次元音場、３は騒音源１が発生する騒
音を検出する騒音検出器、４は伝達特性測定用検出器、
５は消音効果を検出する誤差検出器、６は消去音を発生
するスピーカ、７は誤差検出器５の出力によりパラメー
タが調整される適応型ＦＩＲフィルタ、８は騒音検出器
３と伝達特性測定用検出器４の出力より伝達特性を評価
する伝達特性評価手段、９は伝達特性の推定タイミング
を制御するするシーケンサである。
【０００７】本発明は、図１に示すように、一次元音場
２の末端より所定距離内側に入った箇所に消音効果を検
出する誤差検出器５と消去音を発生するスピーカ６を設
置するとともに、一次元音場２の騒音発生源１の近傍に
騒音検出器３を設置し、さらに、一次元音場２の騒音検
出器３と誤差検出器５の間に伝達特性測定用検出器４を
設置する。
【０００８】そして、騒音検出器３の出力を、誤差検出
器５の出力によりパラメータが調整される適応型フィル
タ７に与えて、適応型フィルタ７により消去音を生成し
てスピーカ６より消去音を発生させ、スピーカ６が発生
する消去音により騒音が消えたとき、シーケンサ９によ
り伝達特性評価手段８を動作させて、騒音検出器３の出
力と伝達特性測定用検出器４の出力とから一次元音場の
伝達特性を評価するようにしたものである。
【０００９】
【作用】シーケンサ９により制御される騒音源１が騒音
を発生すると、適応型ＦＩＲフィルタ７は騒音検出器３
の出力より騒音の消去音を生成しスピーカ６より消去音
発生する。騒音の消音効果は誤差検出器５により測定さ
れ、適応型ＦＩＲフィルタ７のパラメータは誤差検出器
５の出力に基づき調整される。
【００１０】騒音が消去されるとシーケンサ９は伝達特
性評価手段８を動作させ、伝達特性評価手段８は騒音検
出器３と伝達特性測定用４の出力に基づき、一次元音場
２に設置された騒音検出器３と伝達特性測定用４の間の
インパルス応答、伝達関数等の伝達特性を推定し出力す
る。本発明においては、上記のようにアクティブ騒音制
御により騒音を消去した状態で一次元音場２の伝達特性
を推定しているので、アクティブ騒音制御システムの動
作状態、一次元音場の長さ等により定まる共振周波数等
に影響されることなく、正確に伝達特性を推定すること
ができる。
【００１１】
【実施例】図２は本発明の実施例を示す図であり、同図
において、２１は冷却ファン、２２はダクト、２３は騒
音検出マイク、２４は伝達特性測定マイク、２５は誤差
検出マイク、２６は消去音を発生するスピーカであり、
スピーカ２６は消音効果を高めるため、同図に示すよう
にダクト２２の出口よりＤだけ内側に取り付けられてい
る。なお、同図では図３に示した熱源となる回路基板は
省略されている。
【００１２】また、５１は騒音検出マイクの出力のうち
高周波分をカットするローパス・フィルタ、５２はロー
パス・フィルタ５１の出力を増幅する増幅器、５３は適
応型ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ、５４は学
習同定法、もしくは、ＮＬＭＳ（Normalized Least Mea
ns Square ）により適応型ＦＩＲフィルタのパラメータ
を調整するパラメータ調整手段、５５は伝達特性測定マ
イク２４の出力を増幅する増幅器、５６は適応型ＦＩＲ
フィルタ５３の出力を増幅する増幅器、５７は増幅器５
６の出力のうち高周波分をカットするローパス・フィル
タ、５８は伝達特性の推定タイミングを制御するシーケ
ンサ、５９は公知の伝達特性推定アルゴリズム、あるい
は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析器等により伝達特
性を評価する伝達特性評価手段である。
【００１３】次に、図２により本発明の実施例について
説明する。まず、シーケンサ５８は冷却ファン２１を回
転させ騒音を発生させる。次に、適応型ＦＩＲフィルタ
５３を動作させて消去音を生成する。適応型ＦＩＲフィ
ルタ５３の出力は、増幅器５６、ローパス・フィルタ５
７を介してスピーカ２６に与えられ、スピーカ２６は消
去音を発生する。
【００１４】誤差検出マイク２５はスピーカ２６が発生
する消去音により騒音が消去されている度合いを検出し
パラメータ調整手段５４に与える。パラメータ調整手段
５４は学習同定法、もしくは、ＮＬＭＳ（Normalized L
east Means Square ）により誤差検出マイク２５により
検出される音が最小になるように、適応型ＦＩＲフィル
タのパラメータを調整する。
【００１５】シーケンサ５８は誤差検出マイク２５によ
り検出される音が消去されたことを検出すると、伝達特
性評価手段５９を動作させる。伝達特性評価手段５９は
騒音検出マイク２３と伝達特性測定マイク２４間の伝達
特性を、例えば、公知の伝達特性推定アルゴリズムもし
くはＦＦＴ（高速フーリェ変換）分析器などにより評価
し、例えば、騒音検出マイク２３と伝達特性測定マイ
ク２４の設置箇所間のインパルス応答、騒音検出マイ
ク２３と伝達特性測定マイク２４の設置箇所間の伝達関
数、騒音検出マイク２３により検出された音、あるい
は、伝達特性測定マイク２４により検出された音の自己
相関関数、騒音検出マイク２３により検出された音と
伝達特性測定マイク２４により検出された音との間の相
互相関関数等の伝達特性を求めて出力する。
【００１６】以上のように本実施例においては、アクテ
ィブ騒音制御をかけた状態でダクトなどの一次元音場の
伝達関数を推定しているので、一次元音場の長さ等によ
り定まる共振周波数等に影響されることなく、正確に伝
達特性を推定することができる。なお、上記実施例にお
いては、冷却ファンを用いた電子機器の冷却システムに
おける伝達特性の推定について示したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その他、空調機器、
電子楽器など種々の機器の音響特性の解析に適用するこ
とができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、アクティブ騒音制御により騒音を消去した状態で一
次元音場の伝達特性を求めているので、アクティブ騒音
制御システムの動作状態、一次元音場の長さ等に影響さ
れることなく、一次元音場の２点間の伝達特性を正確に
推定することができるので、廻り込み音を消去するシス
テムには非常に効果が大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ 騒音源 ２ 一次元音場 ３ 騒音検出器 ４ 伝達特性測定用検出器 ５，２６ 誤差検出器 ６ スピーカ ７，５３ 適応型ＦＩＲフィルタ ８，５９ 伝達特性評価手段 ９，５８ シーケンサ ２１ 冷却ファン ２２ ダクト ２３ 騒音検出マイク ２４ 伝達特性測定マイク ２５ 誤差検出マイク ５１，５７ ローパス・フィルタ ５２，５５，５６ 増幅器 ５４ パラメータ調整手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｈ 21/00 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10K 11/178 F01N 1/00 F01N 1/06 G10K 11/16 H03H 17/02 601 H03H 21/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一次元音場(2) の末端より所定距離内側
    に入った箇所に消音効果を検出する誤差検出器(5) と消
    去音を発生するスピーカ(6) を設置するとともに、一次
    元音場(2) の騒音発生源(1) の近傍に騒音検出器(3) を
    設置し、さらに、一次元音場(2) の騒音検出器(3) と誤
    差検出器(5) の間に伝達特性測定用検出器(4) を設置
    し、 騒音検出器(3) の出力を、誤差検出器(5) の出力により
    パラメータが調整される適応型フィルタ(7) に与えて、
    適応型フィルタ(7) により消去音を生成してスピーカ
    (6) より消去音を発生させ、 スピーカ(6) から発生する消去音により誤差検出器(5)
    により検出される騒音が消えたとき、シーケンサ(9) に
    より伝達特性評価手段(8) を動作させて、騒音検出器
    (3) の出力と伝達特性測定用検出器(4) の出力とから一
    次元音場の伝達関数を評価することを特徴とするアクテ
    ィブ騒音制御システムの伝達特性の推定方法。
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