JP3613971B2

JP3613971B2 - Transfer characteristic measuring device

Info

Publication number: JP3613971B2
Application number: JP07918898A
Authority: JP
Inventors: 政弘中村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11271140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝達特性測定装置に関し、特に自動車の騒音特性を解析するために用いられる伝達特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車の騒音の測定は、車両の大きさやクラスによって測定方法が様々であるが、音源であるエンジンルームなどから車両外部の所定の距離だけ離れた点での音圧を測定することによって行われる。そして、この測定した音圧を例えば騒音規制値に入るように車両やエンジンの製品開発をしたりチューニングしたりする。
【０００３】
このように実際に騒音を測定する場合もあるが、エンジンの開発段階においては例えばエンジン搭載した車両のアイドル騒音がどの程度であるのかを調べるときに一々車両にエンジンを搭載して実際の騒音を測定することは非効率的であり実用的でない。
【０００４】
そこで、予めエンジンルーム（音源点）で発生した音圧が測定点までどのような特性に基づき伝搬するかを表す伝達特性を実験的に求めておき、音源であるエンジンそのものの発生音から測定点での音圧をシュミレートできるようにしている。
【０００５】
伝達特性を求める場合、例えばエンジンの音が測定点までどのように伝搬するかを測定するわけであるが、実験的に求める場合であっても実際の条件に合わせるため、エンジンを搭載した状態でエンジン近傍から音をスピーカで擬似的に発生させ、スピーカの音圧をその近傍で測定し、車外の測定点において音圧を測定しＦＦＴ演算装置等により伝達特性を得るようにしている（例えば特開平９−２２９７５８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術においては、次のような課題があった。
（１）従来からのコーン型スピーカやホーン型スピーカでは指向特性があり、且つ形状が大きいため車両のエンジンルームや駆動系などにスピーカを配置できず、必然的に音源近傍から離れた配置となってしまい伝達特性を悪化させていた。
【０００７】
（２）従来からのコーン型スピーカやホーン型スピーカでは１ＫＨｚより上限域で指向特性があり、スピーカ単品では低域の音圧レベルが低くなる傾向がある（図６参照）。また、コーン型スピーカでは共鳴用の箱を使用し低域のレベルを改善しているが比較的大きな構造になるとともにホーン型スピーカでは構造的に振動面積が小さいことから低域では大きな振動面が必要になってしまう。
【０００８】
（３）球形構造体にスピーカを多点配置させ高域指向特性を改善したいが、この場合には図７に示すように比較的大きな構造になってしまう。
【０００９】
従って本発明は、音源として最小限のサイズで済み且つ高域指向性及び低域音圧改善を図った伝達特性測定装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る伝達特性測定装置は、共鳴箱型スピーカ部と、該空気負荷部の出力口を所定長だけ延長して先端部を音源口とするための可撓性チューブと、該チューブの音源口に設けられた音源用マイクと、該チューブの音源口からの出力音を予測点において測定するための予測用マイクと、該スピーカを駆動することにより該チューブの音源口から該予測用マイクまでの伝達特性を求める演算部と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
すなわち本発明においては、演算部がスピーカ部を駆動すると、スピーカ部の出力音は空気負荷部から可撓性チューブを経由して該チューブの先端部に位置する音源口から出力される。
【００１２】
この音源口には音源用マイクが設けられており、この音源用マイクによって音源口での音圧が測定されて演算部に与えられる。
また、予測点に設けられた予測用マイクにおいても音源口からの出力音の音圧を測定して演算部に与える。
演算部は両マイクの測定音に基づき音源口からマイクまでの伝達特性を求める。
【００１３】
このようにして求めた伝達特性を、実際のエンジン等の音源の音圧に対して適用することにより、予測点での音圧を求めることができる。
【００１４】
この場合、音源口は例えばエンジンルームなどに設けることができ、その測定スペースを大きくとらずに済み、また共鳴箱型スピーカ部を利用したチューブ型スピーカ部を採用したことで、高域指向性及び低域音圧特性を改善でき、実際に則した伝達特性を得ることが可能となる。
【００１５】
なお、上記の共鳴箱型スピーカ部としては、ホーン型スピーカと該スピーカを密閉する空気負荷部とで構成することができる。
また、上記のチューブが、低周波数域の音圧レベルを所定値以上に上げる長さを有しているこが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る伝達特性測定装置の一実施例を示しており、図中、１は共鳴箱型スピーカ部を示しており、可撓性チューブ２を介して音源口３と連結されている。この音源口３には音源用マイクとしてのプローブマイク４が設けてあり、更に、予測点にはマイク５が設けられており、これらのマイク４，５の測定音はＦＦＴ演算部６に与えられるように接続されている。また、ＦＦＴ演算部６はアンプ７を介してスピーカ部１を駆動するように接続されている。
【００１７】
図２には、図１に示したスピーカ部１の構造が示されており、このスピーカ部１は共鳴箱型スピーカ１０と、このスピーカ１０が共鳴動作を行うための空気負荷部２０とで構成されており、空気負荷部２０の出力口２１にチューブ２が接続されている。
【００１８】
この図２におけるスピーカ１０は図３に示すように、磁気回路１１と振動面１２とを備えたホーン型スピーカを用いている。このホーン型スピーカ１０はコーン型スピーカ（図示せず）に比べて振動面積が小さいため振動が容易となり空気の負荷が小さくなるため結果として低域音が大きくなる（図６における音圧改善域Ａ参照）。
【００１９】
また図４には音源口３の構造が示されており、この音源口３の先端には音圧測定用パイプ（例えば直径２ｍｍ）が挿入されている。そして、この測定用パイプ４１はさらにプローブマイク４の先端を挿入するためのガイドとなっている。
音源口３は例えば直径が１５ｍｍと小さいものでありチューブ２も可撓性であるため車両などのエンジン近傍に容易に配置することができる。
【００２０】
またチューブ２の長さは低域の音圧レベルを改善する効果があり、そのメカニズムは両端開口管の共鳴を利用しており、チューブ２が長くなれば低周波数域が広がる。
【００２１】
これを式で表すと、
Ｆ（共鳴周波数）＝ｎ×Ｃ（音速）／２Ｌ・・・式（１）
ただし、ｎ＝１，２，３…である正の整数
Ｌ＝スピーカ端面から音源口までの長さ
【００２２】
尚、プローブマイク４での測定値はマイク５が位置する予測点までの伝達特性は次式により求められる。

【００２３】
したがって、プローブマイク４及びマイク５での測定値は伝達特性を求める場合の基準値となるが、基本的には一度測定して保存しておけばよい。
【００２４】
なお、実際の車両における騒音測定を行う場合には上記のようにプローブマイク４をエンジン各面に配置し、マイク５を例えば車両左面から１ｍ離れた予測点（評価点）に配置し、上記の式（２）の演算をＦＦＴ演算によりＦＦＴ演算部６が行うことになる。
【００２５】
図５には音源口３とマイク５との相対位置関係が示されている。この例では、マイク５は高さ２ｍで音源口３からの距離が０．５ｍの位置に配置されているが、このような例における種々の水平／垂直指向での周波数特性が図６に示されている。
【００２６】
同図（１）においては、本発明に係る種々の水平指向での周波数特性が示されており、音源口３に対して０°，９０°，１８０°の周波数特性（細線▲１▼〜▲３▼）と垂直距離が０．５ｍで０°の周波数特性（細線▲４▼）が示されている。
【００２７】
これに対し、従来のスピーカ単体を音源口３に対して０°，９０°に変化させて配置した場合の周波数特性（太線▲５▼，▲６▼）と比較すると、約５００Ｈｚ以下においては音圧改善域Ａとして示されているようにスピーカ単体（従来例）より本発明の場合の方が大きな音圧となっている。また役５００Ｈｚ以上の高周波域においては、いずれの水平指向においても従来のスピーカ単体より音圧が大きくなっており且つ指向性が改善されていることが分かる。
【００２８】
同図（２）に示す例では今度は音源口３に対する０°，９０°，１８０°の垂直指向における本発明による周波数特性（細線▲１▼〜▲３▼）とスピーカ単体（従来例）による周波数特性（太線▲４▼，▲５▼）との比較が示されている。この特性例においても音圧改善域Ａにおいては本発明はスピーカ単体の場合より大きく音圧が改善されており、また高域指向性改善域Ｂとして示すようにいずれの垂直指向においても音圧が改善されていることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る伝達特性測定装置によれば、共鳴箱型スピーカ部の音源口を可撓性チューブにより延長し、この延長した音源口を音源近傍に配置するとともに、音源マイクで測定した測定音と予測点に設けた予測用マイクで測定した測定音とを演算部に与えて音源口から測定用マイクまでの伝達特性を求めるように構成したので、狭いエンジンルームを音源とする伝達特性を求めるような場合でも音源口だけでなく音源音圧を測定する装置もスペースをとらず、音圧の伝搬に影響を与えないで測定できるので正確な伝達特性を得ることができる。
【００３０】
また、ホーン型スピーカを利用したチューブ型スピーカを採用したことで、高域指向性及び低音音圧域を改善でき実際に則した伝達特性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伝達特性測定装置の一実施例を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る伝達特性測定装置に用いられるスピーカ部を示した図である。
【図３】本発明に係る伝達特性測定装置に用いられるホーン型スピーカを示した概略断面図である。
【図４】本発明に係る伝達特性測定装置に用いられる音源口の構造を示した概略断面図である。
【図５】本発明に係る伝達特性測定装置のマイク位置を示すための図である。
【図６】図５に示したマイク位置に従い本発明と従来例によるスピーカ単体との周波数特性を示したグラフ図である。
【図７】球形構造体にスピーカを多点配置させた例を示した図である。
【符号の説明】
１スピーカ部
１０スピーカ
２０空気負荷部
２１出力口
１１磁気回路
１２振動面
２チューブ
３音源口
４プローブマイク
４１計測用パイプ
５マイク
６ＦＦＴ演算部
７アンプ
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer characteristic measuring apparatus, and more particularly to a transfer characteristic measuring apparatus used for analyzing a noise characteristic of an automobile.
[0002]
[Prior art]
In general, automobile noise is measured by various methods depending on the size and class of the vehicle, but is measured by measuring the sound pressure at a predetermined distance outside the vehicle from the engine room that is the sound source. . Then, for example, vehicle and engine products are developed and tuned so that the measured sound pressure falls within the noise regulation value.
[0003]
In some cases, noise is actually measured in this way, but at the engine development stage, for example, when investigating the level of idle noise of a vehicle equipped with an engine, the actual noise is reduced by mounting the engine on the vehicle. Measuring is inefficient and impractical.
[0004]
Therefore, a transfer characteristic indicating what kind of characteristic the sound pressure generated in the engine room (sound source point) propagates to the measurement point is experimentally obtained in advance, and the measurement point is determined from the sound generated by the engine itself as the sound source. The sound pressure at can be simulated.
[0005]
When determining the transfer characteristics, for example, how the sound of the engine propagates to the measurement point is measured, but even if it is experimentally determined, in order to match the actual conditions, with the engine mounted Sound is simulated in the vicinity of the engine by a speaker, the sound pressure of the speaker is measured in the vicinity of the engine, the sound pressure is measured at a measurement point outside the vehicle, and transfer characteristics are obtained by an FFT arithmetic unit (for example, special characteristics). (See Kaihei 9-229758).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Such conventional techniques have the following problems.
(1) Conventional corn type speakers and horn type speakers have directional characteristics and have a large shape, so they cannot be placed in the engine room or drive system of a vehicle, and are inevitably placed away from the vicinity of the sound source. As a result, the transmission characteristics deteriorated.
[0007]
(2) Conventional corn type speakers and horn type speakers have directional characteristics in the upper limit range from 1 KHz, and a single speaker type tends to have a low sound pressure level (see FIG. 6). In addition, the cone type speaker uses a resonance box to improve the low level, but the structure is relatively large, and the horn type speaker has a structurally small vibration area. It becomes necessary.
[0008]
(3) Although it is desired to improve the high-frequency directivity by arranging multiple speakers on the spherical structure, in this case, the structure becomes relatively large as shown in FIG.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to realize a transfer characteristic measuring apparatus that requires a minimum size as a sound source and that improves high-frequency directivity and low-frequency sound pressure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention is a flexible antenna for extending a resonance box type speaker unit and an output port of the air load unit by a predetermined length to make a tip part a sound source port. A sound source microphone provided at the sound source port of the tube, a prediction microphone for measuring an output sound from the sound source port of the tube at a prediction point, and driving the speaker And an arithmetic unit for obtaining transfer characteristics from the sound source port to the prediction microphone.
[0011]
That is, in the present invention, when the calculation unit drives the speaker unit, the output sound of the speaker unit is output from the air load unit through the flexible tube and from the sound source port located at the tip of the tube.
[0012]
A sound source microphone is provided at the sound source port, and the sound pressure at the sound source port is measured by the sound source microphone and is supplied to the calculation unit.
In addition, the sound pressure of the output sound from the sound source port is also measured by the prediction microphone provided at the prediction point and is given to the calculation unit.
The calculation unit obtains the transfer characteristic from the sound source port to the microphone based on the measurement sound of both microphones.
[0013]
By applying the transfer characteristic thus obtained to the sound pressure of a sound source such as an actual engine, the sound pressure at the prediction point can be obtained.
[0014]
In this case, the sound source port can be provided, for example, in an engine room, etc., and it is not necessary to take up a large measurement space. Also, by adopting a tube type speaker unit using a resonance box type speaker unit, high frequency directivity and It is possible to improve the low-frequency sound pressure characteristics and to obtain a transfer characteristic according to the actual situation.
[0015]
In addition, as said resonance box type | mold speaker part, it can comprise with a horn type | mold speaker and the air load part which seals this speaker.
Moreover, it is preferable that said tube has the length which raises the sound pressure level of a low frequency range more than predetermined value.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a resonance box type speaker unit, which is connected to a sound source port 3 through a flexible tube 2. ing. The sound source port 3 is provided with a probe microphone 4 as a sound source microphone, and further, a microphone 5 is provided at a prediction point. The measurement sound of these microphones 4 and 5 is given to the FFT calculation unit 6. So connected. The FFT operation unit 6 is connected to drive the speaker unit 1 through an amplifier 7.
[0017]
FIG. 2 shows the structure of the speaker unit 1 shown in FIG. 1. This speaker unit 1 is composed of a resonance box type speaker 10 and an air load unit 20 for the speaker 10 to perform a resonance operation. The tube 2 is connected to the output port 21 of the air load unit 20.
[0018]
As shown in FIG. 3, the speaker 10 in FIG. 2 uses a horn type speaker having a magnetic circuit 11 and a vibration surface 12. The horn type speaker 10 has a smaller vibration area than a cone type speaker (not shown), so that the vibration is easy and the air load is reduced, resulting in an increase in low frequency sound (sound pressure improvement range A in FIG. 6). reference).
[0019]
FIG. 4 shows the structure of the sound source port 3, and a sound pressure measuring pipe (for example, 2 mm in diameter) is inserted at the tip of the sound source port 3. The measurement pipe 41 serves as a guide for inserting the tip of the probe microphone 4.
The sound source port 3 has a small diameter of, for example, 15 mm, and the tube 2 is also flexible, so that it can be easily arranged in the vicinity of an engine such as a vehicle.
[0020]
The length of the tube 2 has an effect of improving the sound pressure level in the low frequency range, and the mechanism uses the resonance of the open tube at both ends. The longer the tube 2 is, the wider the low frequency range is.
[0021]
This can be expressed as an expression:
F (resonance frequency) = n × C (sound speed) / 2L (1)
However, n = 1, 2, 3... Positive integer L = length from the speaker end face to the sound source opening.
In addition, the measured value with the probe microphone 4 can obtain | require the transfer characteristic to the prediction point where the microphone 5 is located by following Formula.

[0023]
Therefore, the measurement values obtained by the probe microphone 4 and the microphone 5 are reference values for obtaining the transfer characteristics, but basically, they may be measured once and stored.
[0024]
When noise measurement is performed in an actual vehicle, the probe microphone 4 is arranged on each surface of the engine as described above, and the microphone 5 is arranged at a prediction point (evaluation point) 1 m away from the left surface of the vehicle, for example. The calculation of Expression (2) is performed by the FFT calculation unit 6 by the FFT calculation.
[0025]
FIG. 5 shows the relative positional relationship between the sound source port 3 and the microphone 5. In this example, the microphone 5 is arranged at a position where the height is 2 m and the distance from the sound source port 3 is 0.5 m. FIG. 6 shows the frequency characteristics in various horizontal / vertical orientations in such an example. Has been.
[0026]
FIG. 1 (1) shows frequency characteristics in various horizontal orientations according to the present invention, and frequency characteristics of 0 °, 90 °, and 180 ° with respect to the sound source port 3 (thin lines (1) to (▲)). 3) and a frequency characteristic of 0 ° at a vertical distance of 0.5 m (thin line (4)).
[0027]
On the other hand, when compared with the frequency characteristics (bold lines (5), (6)) in the case where a conventional speaker unit is arranged at 0 ° and 90 ° with respect to the sound source port 3, the sound is reduced below about 500 Hz. As shown as the pressure improvement area A, the sound pressure in the case of the present invention is larger than that of the speaker alone (conventional example). It can also be seen that in the high frequency range of 500 Hz or higher, the sound pressure is higher than that of the conventional speaker alone and the directivity is improved in any horizontal orientation.
[0028]
In the example shown in FIG. 2 (2), the frequency characteristics (thin lines (1) to (3)) according to the present invention in the vertical orientation of 0 °, 90 °, and 180 ° with respect to the sound source port 3 and the speaker alone (conventional example) are used. Comparison with the frequency characteristics (thick lines (4), (5)) is shown. Also in this characteristic example, in the sound pressure improvement area A, the present invention greatly improves the sound pressure as compared with the case of the speaker alone, and as shown as the high-frequency directivity improvement area B, the sound pressure is in any vertical orientation. It turns out that it is improving.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention, the sound source port of the resonance box type speaker unit is extended by the flexible tube, and the extended sound source port is disposed in the vicinity of the sound source, and the sound source microphone is provided. Since the measurement sound measured in step 1 and the measurement sound measured by the prediction microphone provided at the prediction point are given to the calculation unit to determine the transfer characteristics from the sound source port to the measurement microphone, the narrow engine room is defined as the sound source. Even when the transfer characteristic to be obtained is obtained, not only the sound source opening but also the apparatus for measuring the sound source sound pressure does not take up space and can be measured without affecting the propagation of the sound pressure, so that an accurate transfer characteristic can be obtained.
[0030]
Further, by adopting a tube type speaker using a horn type speaker, it is possible to improve the high frequency directivity and the low sound pressure range, and to obtain a transfer characteristic according to the actual.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a speaker unit used in a transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a horn type speaker used in the transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a sound source port used in the transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a microphone position of the transfer characteristic measuring apparatus according to the present invention.
6 is a graph showing the frequency characteristics of the present invention and a conventional speaker alone according to the microphone position shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example in which multiple speakers are arranged on a spherical structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Speaker part 10 Speaker 20 Air load part 21 Output port 11 Magnetic circuit 12 Vibration surface 2 Tube 3 Sound source port 4 Probe microphone 41 Measurement pipe 5 Microphone 6 FFT operation part 7 In an amplifier figure, the same code | symbol shows the same or an equivalent part .

Claims

A resonance box type speaker unit;
A flexible tube for extending the output port of the air load unit by a predetermined length and using the tip as a sound source port;
A sound source microphone provided at the sound source port of the tube;
A prediction microphone for measuring the output sound from the sound source opening of the tube at a prediction point;
A calculation unit for obtaining transfer characteristics from the sound source port of the tube to the prediction microphone by driving the speaker;
A transfer characteristic measuring device comprising:

In claim 1,
The transfer characteristic measuring apparatus, wherein the resonance box type speaker unit is composed of a horn type speaker and an air load unit for sealing the speaker.

In claim 1,
A transfer characteristic measuring apparatus characterized in that the tube has a length for raising a sound pressure level in a low frequency range to a predetermined value or more.