JP3792760B2 - Active silencer - Google Patents
Active silencer Download PDFInfo
- Publication number
- JP3792760B2 JP3792760B2 JP24027595A JP24027595A JP3792760B2 JP 3792760 B2 JP3792760 B2 JP 3792760B2 JP 24027595 A JP24027595 A JP 24027595A JP 24027595 A JP24027595 A JP 24027595A JP 3792760 B2 JP3792760 B2 JP 3792760B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- source
- additional sound
- sound
- delay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体の開口部やダクト開口部あるいは機器から放射される騒音を低減するために用いられる能動消音装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、最近では音響技術と電気制御技術とを用いて騒音を低減する手法が種々提案されている。
たとえば、図8(a) に示すように、ダクト1内の騒音源2から出た騒音がダクト1の出口3から外部へ漏れ出すのを阻止する場合には、通常、図8(b) あるいは図8(C) に示す方法が採用される。
【0003】
図8(b) に示す方法では、騒音源2から伝播してくる音に対して逆位相の音をスピーカ4で出力し、この音と騒音源2から伝播した音とを干渉させてダクト1内の出口3に近い部分の音圧を零にする。音圧零の点ができると、音響インピーダンスの違いからその点で音が反射され、出口3側に音が伝播しなくなる。なお、騒音源2の音の検出には検知マイク5が使用され、また音圧零の点ができたかどうかの検出には評価用マイク6が使用される。そして、音圧零に近づけるための制御は、自動的に制御係数を決定する適応制御システム7が使用される。
【0004】
図8(C) に示す方法では、ダクト1の外側にスピーカ4を設置し、ダクト1の出口3から湧き出した流体と同じ量(同じ体積速度)だけスピーカ2で吸込ませ、ダクト騒音の音響パワーを最小にすることで周囲の音圧を低減させるようにしている。ダクト1から放射される音を効率よくスピーカ4に吸込ませるための付加音源の位相と振幅(体積速度)は、ダクト1の出口3の近くに設置された評価用マイク6およびスピーカ4の位置により決定される。そこで、この方法では、予め計算により求めた最適配置に評価用マイク6などを設置し、適応制御システム7a で適応制御を行うことで、評価用マイク6の設置位置における音圧だけではなく、周囲全空間領域についても消音するようにしている。この方法の特徴は、スピーカの個数および配置方法の違いにより消音効果が変化する点にある。
【0005】
また、たとえば、図9(a) に示すように、筐体11内の騒音源2から出た騒音が筐体11に設けられている開口部12から外部へ漏れ出すのを阻止する場合には、通常、図9(b) あるいは図9(C) に示す方法が採用される。
【0006】
図9(b) に示す方法では、筐体11の内部にダクト13を設置して騒音源2から出た音がダクト13を1次元的に伝播するようにし、この構造に図8(b) に示した手法を適用して開口部12から放射する音を消音するようにしている。
【0007】
図9(c) に示す方法では、筐体11における開口部12の近くにスピーカ4および評価用マイク6を設置し、図8(c) で示した手法を適用して消音するようにしている。
【0008】
しかしながら、上述した従来の消音手法では、次のような問題があった。
すなわち、図10(a),(b),(C) に示すように筐体11の内部にダクトを設置する空間がない場合や、図10(d) に示すように筐体などに覆われずに開放空間に騒音源2が存在している場合には、図8(c) に示すように音を吸込んで音響パワーを最小にする方法が適している。しかし、この方法を適用しても、周期音についてはある程度の消音効果が得られるものの、ランダム騒音については低周波数領域で僅かな消音効果が得られるに過ぎない。
【0009】
以下に、この理由を説明する。
一般に、適応制御システムを使用してランダム騒音源を消音対象とする場合には以下の点に注意しなければならない。すなわち、騒音源から出た音よりも、付加音源であるスピーカから出た音の方が遅く評価用マイクに伝播するようでは消音はできない。この状態を因果性を満たさないと呼び、このときの制御フィルタ係数は進み位相特性を有し、制御回路では実現できない。このため、評価用マイク位置において音圧を下げることが不可能となる。したがって、評価用マイク位置の音圧を低下させるには、付加音を制御回路で生成する時間分だけ、騒音源からの音を遅らせて評価用マイクに到達させなければならず、そのために図8(b) に示したようなダクトが必要となる。騒音源から出た音には、ダクトを伝播することで音響遅延が掛かる。これは、図8(c) に示す音を吸い込む適応制御システムにおいても同じで、音響遅延として作用するダクトがなければ、ランダム騒音を消音させることはできない。
【0010】
ここで、ダクトのない騒音源を対象とし、音を吸込む消音方式を採用したときに音響パワーを最小とする4種類の配置について考察してみる。
今、図11に示すように、騒音源をA,評価用マイクをB,音を吸込むためのスピーカをZa,Zb とし、騒音源Aと評価用マイクBとの間の距離をL、スピーカZa,Zb と評価用マイクBとの間の距離をR、騒音源AとスピーカZa,Zb との間の距離をDとする。
【0011】
制御回路で逆位相を生成するまでの時間に相当する音響伝播距離をSとすると、因果性を満たすためには次の条件式を満たす必要がある。
L−R>S(=0.4m) …(1)
すなわち、L−Rを40cm以上に設定する必要がある。
【0012】
そこで、図11(a),(b),(c),(d) に示す4つの配置パターンについて考察してみる。
(1) 図11(a) の配置パターンの場合
最適配置条件 L=R=Dより、
L−R=0
よって、条件式(1) を満たさず、ランダム騒音の消音は不可能。
【0013】
(2) 図11(b) の配置パターンの場合
最適配置条件 R=(L2 +D2 )0.5
R>Lより、条件式(1) を満たさず、ランダム騒音の消音は不可能。
【0014】
(3) 図11(c) の配置パターンの場合
最適配置条件 L=0.6D
R=D−L=0.4D
条件式(1) より、L−R=0.2D
この場合には、D>2mを満たせば因果性を満たし、評価用マイクBの位置でランダム騒音の消音が可能となるが、音響パワーは騒音源AとスピーカZa ,Zb の間の距離Dが大きくなるほど劣化することから、2mも離した場合は広い周波数帯域で大幅な消音効果を上げることは期待できない。
【0015】
(4) 図11(d) の配置パターンの場合
騒音源AとスピーカZa ,Zb との配置が(3) と同じであるが、評価用マスクBをスピーカZb の外側に設置している。
【0016】
条件式より、L−R=Dであり、この場合には騒音源AとスピーカZa ,Zb との間の距離Dを0.4m以上にすれば、因果性を満たし評価用マイクBの位置において音圧を低下させることができる。しかし、このときの評価用マイクBの位置は最適配置からはずれ、広い周波数帯域で大幅な消音効果を得ることはできない。なお、低周波数帯域に限れば音響パワーを低下させることができる。
【0017】
以上4種類の最適配置について因果性を満たす条件をもとに消音効果を見積もったが、どの配置も、図8(c) に示したダクトから放射する音を対象にした場合と比べて消音効果が大幅に劣化する。
【0018】
このように、音を吸込んで音響パワーを最小にする従来の能動消音装置では、開放空間に音源が存在しているような騒音源に対しては、周期音の消音しか実現できない問題があった。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、音を吸込んで音響パワーを最小にする従来の能動消音装置では、付加音源であるスピーカを騒音源に近づけるほど大きな消音効果が得られるが、因果性の面からスピーカを騒音源に近づけることができず、これが原因して開放空間に騒音源が存在しているような対象の場合には、周期音の消音しか実現できない問題があった。
【0020】
そこで本発明は、筐体の開口部やダクトの開口部から放射されようとする騒音は勿論のこと、開放空間に存在している騒音源からのランダム騒音に対しても、音響パワーをアクティブに低減することができる能動消音装置を提供することを目的としている。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、開放空間に置かれた騒音源から放射される騒音の音響パワーを低減する能動消音装置であって、前記騒音源から放射された騒音と相関のある信号を検出するセンシング手段と、制御系の制御係数を時々刻々適応的に算出する制御係数算出手段と、この手段で算出された制御係数と前記センシング手段で得られた検出信号との所定の演算を行う制御係数演算手段と、前記センシング手段に対して遮音材を介して固定的に配置され、前記制御係数演算手段の出力を導入して前記騒音源の騒音とは逆位相で同じ体積速度(振幅)の音響エネルギを放出する付加音源と、前記センシング手段で得られた検出信号の位相を遅らせる遅延手段と、この遅延手段を通過した信号と前記制御係数演算手段の出力との和を誤差信号として前記制御係数算出手段に導入する誤差信号検出手段とを備え、前記遅延手段の位相遅れをφ f とし、前記騒音源と前記付加音源との間の距離をdとするとき、前記騒音源から放射された騒音を打ち消すための条件としてkd>φ f (但し、kは波長)を満たし、かつ前記騒音を打ち消すために音響パワーを低下させる条件としてπ/2>φ f >−π/2を満たし、かつπ>k・dを満たすように、前記位相遅れφ f を前記遅延手段に設定し、前記騒音源と前記付加音源とを配置することにより、上記騒音源の放射エネルギを吸取り、前記センシング手段を前記騒音源の近傍に位置させることで上記騒音源の放射エネルギを吸取り、上記騒音源の周囲の全空間領域の音響パワーを低減させることを特徴としている。
【0022】
なお、前記付加音源は、2個以上設けられていてもよい。
また、前記遅延手段は、M系列ランダム信号で前記付加音源を駆動したときに前記センシング手段で検出されたランダムノイズ信号を用いて適応制御によって同定された上記付加音源から上記センシング手段までの空間伝達の係数を用いて位相遅れを実現していてもよい。
【0023】
さらに、前記センシング手段と前記付加音源とは実質的に1つの筐体内に配置されていることが好ましい。
本発明では、騒音源の近傍にセンシング手段を配置し、このセンシング手段で得られた検出信号の位相を遅延手段で遅らせることによって因果性を満たし、この遅延した信号に対し逆位相、同じ体積速度(振幅)になるように制御システムで付加音源を制御することによって音響遅延空間の不必要な能動消音装置を実現している。
【0024】
すなわち、従来の能動消音装置では、因果性を満たすための音響遅延空間を設け、評価用マイク位置において消音させなければならないことを出発点にしている。これに対して、本発明装置では、途中の過程がどうであれ、音響パワーを低減するには、付加音源を逆位相、同じ体積速度で制御できればよいことだけに着目している。そして、この考えを実現するために、電気信号路に遅延手段を挿入することで因果性を確保し、ランダム音に対して逆位相の付加音を生成するようにしている。
【0025】
したがって、本発明装置の場合には、筐体開口部やダクト出口あるいは騒音を発生する機器の近くに付加音源を近付けることができ、ランダム騒音に対しても音響パワーの最小化が図れ、騒音源周囲の全空間領域で大幅な消音効果を上げることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施形態を説明する。
図1には本発明の一実施形態に係る能動消音装置の構成例が示されている。
この能動消音装置は、適応制御方式を採用しており、大きく別けて、開放空間に置かれた騒音源X(ダクト出口または筐体開口部でもよい)から放射された騒音と相関のある信号を検出するセンシング部21と、制御系の制御係数を時々刻々適応的に算出する制御係数算出部(A−FIR)22と、この制御係数算出部22で算出された制御係数とセンシング部21の出力信号との積和演算を行う制御係数積和演算部(FIR)23と、この制御係数積和演算部23の出力を入力信号として対象とする騒音にエネルギを供給する付加音源24と、センシング部21から得た信号の位相を遅らせる遅延回路部25と、この遅延回路部25を通過した信号と制御係数積和演算部23の出力との和を誤差信号とみなして制御係数算出部22に与える誤差信号検出部26とで構成されている。
【0027】
この例の場合、センシング部21はマイクを主体に構成されており、また付加音源24はスピーカによって構成されている。センシング部21と付加音源24とは筐体27内に設けられている。すなわち、筐体27には騒音源Xからの騒音をセンシング部21に導く開口部28が形成されており、また付加音源24で発生した付加音を外部へ導くための開口部29が形成されている。さらに、付加音源24で発生した付加音がセンシング部21に直接入射してハウリングを起こさないようにするための遮音材30が両者間に設けてあり、また反射成分の影響を取り除いて騒音源Xからセンシング部21へ直接入射する音の寄与率を高くするために吸音材31が設けられている。
【0028】
この能動消音装置では、適応制御システムを用いているが、従来の装置とは違って、空間に音圧零の点をつくる評価用マイクを設けておらず、また誤差信号を制御回路内の電気信号として扱っている。
【0029】
この能動消音装置において、空間領域を消音させるためには以下に示す条件が必要となる。
条件1:
付加音源24で生成した付加音の位相、振幅を算出するために、遅延回路部25による電気信号の因果性の確保
条件2:
付加音源24で生成した付加音でランダム音波(音源)を打ち消すために、騒音源Xと付加音源24との間の距離による空間音波の因果性の確保
条件3:
騒音の音響パワーを低減させるために、付加音源24で生成した付加音の位相の許容範囲の検討
次に、条件1から順に説明する。
【0030】
遅延回路部25を通過した信号S1 および制御係数積和演算部23の出力信号S2 は、騒音および付加音の体積速度をそれぞれA1 ,A2 、制御係数積和演算部23の位相遅れψ、遅延回路部25の位相遅れφf 、波長k、角周波数ω、制御系入力時の位相遅れをφADとすると、式(2) 、(3) で表される。
【0031】
【数1】
【0032】
制御係数算出部22の作用により、信号S1 とS2 との和である誤差信号eが零に近づき、式(4) により制御係数積和演算部23の位相ψおよび騒音に対する体積速度比A2 /A1 は式(5) となる。
【0033】
e=S1 +S2 =0より
A1 cos φf +A2 cos ψ=0 …(4)
∴ ψ=φf +π,A2 /A1 =1 …(5)
ここで、式(5) に示す位相ψを制御係数積和演算部23で正しく算出するには、誤差信号eが因果性を満たす必要がある。
【0034】
したがって、因果性を満たすためには、式(6) に示す制御係数積和演算部23のデジタルフィルタHが遅れ位相特性を有する必要があり、遅延回路部25によりφf (>0)の位相遅れを持たせればよいことになる。その結果、付加音源24は式(5) で示す位相の付加音を出力することができる。
【0035】
【数2】
【0036】
次に、条件2について考える。
条件1により付加音を生成することができても、たとえば、極端な例として、遅延時間を1時間に設定した場合、電気的な因果性の式(6) は満たしていることから、逆位相を生成することは可能であるが、騒音に対して逆位相の音は1時間遅れで出力されることから消音は不可能である。周期的な騒音であれば、1時間遅れでもくり返し同じ振幅の音が伝わるので消音できるが、ランダム音の場合は消音できなくなる。
【0037】
そこで、電気的な因果性以外に音響的な因果性も考慮する必要がある。
生成した付加音でランダム音波(音源)を打ち消すには、騒音源Xと付加音源24との間の距離による空間音波の因果性の確保が条件となる。
【0038】
遅延時間分だけ遅れた信号が付加音源24から出力されても、騒音源Xからの騒音が付加音源24に伝わる時間の方がさらに遅ければ消音が可能となる。
したがって、騒音源Xと付加音源24との間の距離をdとすると、式(7) が条件2となる。
【0039】
kd>φf (条件2) …(7)
条件1は音を創る条件を、条件2は物理的に空間で音を打ち消すことが可能な条件を示している。
【0040】
最後に、音を打ち消すために音響パワーを低下させる条件3について考える。音響パワーを最小にするための付加音の位相ψ(制御係数積和演算部23の位相)は、騒音に付加音を加えたときの全音響パワーをW0 とすると、式(8) 、式(9) より、ψ=πとなる。これは、式(5) とは一致せずに、φf だけ位相のずれた音を付加音源24が出力することになる。
【0041】
【数3】
【0042】
ここで、φf =0とすればψ=πとなり、パワーが一番低下する最適位相になるが、式(6) により電気的な因果性は満たさなくなるから、実際には騒音に対して逆位相を生成できなくなる。
【0043】
したがって、最適条件を満たすことはできないが、φf だけ位相のずれた付加音を付加音源24から出力することでパワーを低下させることを考える。
式(10)に音響パワーの低下量を表す式を示す。
騒音に対する付加音の位相を逆位相にできなくても、逆位相から僅かなずれならばパワーは低下する。これが本発明のねらいである。
【0044】
【数4】
【0045】
本手法により得られた式(5) の位相、振幅特性を式(10)に代入し、パワーが低下する条件について考えると、式(11)、式(12)となる。
したがって、条件1、2、3の全てを満たすように、騒音源Xと付加音源24との間の距離dと、遅延時間φf を設定すれば、式(10)にしたがってパワーを低下させることができ、消音効果を得ることができる。
【0046】
付加音源24であるスピーカの構造上の遅れ特性を無視できた場合、消音効果としては、騒音源Xと付加音源24との間の距離をdとし、φf =π/4としたとき、
500Hzまで消音させるには34cm>d>8.5cm、
300Hzまで消音させるには56cm>d>14cm、
となる。したがって、騒音源Xと付加音源24との間の距離を上記範囲に設定すれば消音が可能となる。
【0047】
なお、上記例では付加音源24から騒音に対して逆位相の付加音を生成するために遅延時間を調整する手法を採用しているが、図2に示すように適応制御により付加音源24からセンシング部21までの空間伝達の係数を同定し、この係数を遅延回路25の代わりに用いるようにしてもよい。
【0048】
すなわち、信号発生器32を内蔵させておき、この信号発生器32でM系列信号を発生させ、これで付加音源24を駆動し、このとき付加音源24からからセンシング部21までの空間伝達の係数を時々刻々適応的に制御係数算出部(A−FIR)33で同定する。このとき、同定されたフィルタ係数Hd は、以下の式により得られる。
【0049】
e=M・GAD・Cr・GAD−M・Hd =0
Hd =GAD・GDA・Cr …(13)
GAD,GDA:AD変換,DA変換の遅れ特性
これを図1に示す遅延回路部25の代りに固定フィルタ係数(積和演算回路)として使用すると、式(6) より、式(14)となる。
【0050】
【数5】
したがって、φAD+φDA+ψcr>0より因果性は満足するが、誤差信号検出部26に入る信号S1 ,S2 はそれぞれ式(15)となる。
【0051】
【数6】
【0052】
e=S1 +S2 =0からA1 cos (φAD+φDA+ψcr)+A2 cos ψ=0
したがって、騒音に対する付加音の位相(制御係数積和演算部の位相)ψおよび体積速度比A2 /A1 は、
ψ=φAD+φDA+ψcr+π,A2 /A1 =1 …(16)
となり、ψ=π+2nπ(n=0,1,2,…)の最適位相からずれる量が大きくなる。φAD+φDA+ψcrの項は、制御系の特性および空間音響系の特性で決まり、外部からの調整は容易にはできないことから、2nπに近づけることはできない。
【0053】
したがって、同定したHd フィルタ特性をそのまま固定FIR係数として、適応制御システム中の遅延回路部に代って用いても、消音効果を向上させることは難しい。
【0054】
そこで、図3に示すように、遅延要素としてDA変換器34,AD変換器35を付加するとよい。なお、図3中、36は先にM系列信号を使って同定したフィルタである。
【0055】
AD変換,DA変換の遅れ位相に相当した時間だけ遅延回路部を調整してもよいが、システム構成面から考えるとDA変換器34,AD変換器35を一段追加した図3の構成の方がAD変換,DA変換の位相遅れ分を完全に除去できるので好ましい。
図3に示す構成において、誤差信号検出部26に入る信号S1 ,S2 はそれぞれ式(17)となる。
【0056】
【数7】
【0057】
e=S1 +S2 =0より、A1 cos ψcr+A2 cos ψ=0
騒音に対する付加音の位相および体積速度比は式(18)となる。
ψ=ψcr+π,A2 /A1 =1 …(18)
式(16)と比べて、AD,DA変換時の位相遅れが除去できた形となる。
なお、このときのHフィルタ特性は
S・GAD・Hd +S・GAD・GDA・GAD・H=0より、
【0058】
【数8】
となり、ψcr>0より因果性も満足する。
【0059】
式(18)より、付加音の位相はψcr+πとなり、逆位相とはならない。しかし、ψcrは、空間経路が自由音場とすると、ψcr=kdとなることから、騒音源Xと付加音源24との間隔dを小さくするほど逆位相に近づき、パワーは低下し出す。
このときのパワー低下量(dB)は、式(10)より、
【0060】
【数9】
【0061】
評価用マイクを使用した従来の手法においても、式(10)において、kd=0.99(周波数f=300Hz;騒音源と付加音源との間隔d=0.18m)でも十分消音効果を確認していることから、もしψcrの空間伝達関数が反射成分を含み、直接位相(位相kd)が実現されなくても、この位相遅れは間隔dを小さくすることで対応でき、消音効果の劣化にはつながらない。
【0062】
ちなみに、kd=0.36(周波数=200Hz;騒音源と付加音源との間隔d=0.1m)のときのψcrの有無によるパワー低下量の差(dB)を見積もると以下となる。
【0063】
(a) ψcrを無視できた場合
(b) ψcrを考慮した場合
したがって、fd=19.48(kd=0.36より)のとき、
つまり、間隔d=0.05mでは、約390Hzまで、
d=0.1mでは 約195Hzまで、
d=0.2mでは 約97Hzまでは、
約7.7dBパワーが低下する。
【0064】
ψcrを無視できる場合と比べて、約6dB消音効果が劣化するが、それでも低減効果があることから、騒音源の性質によっては応用可能である。
図4には本発明のさらに別の実施形態に係る能動消音装置の概略構成が示されている。
【0065】
先に説明した例では、付加音源を1個使用して装置を構成しているが、この例では付加音源を2個使用し、消音効果の向上を図っている。
この能動消音装置も、適応制御方式を採用しており、大きく別けて、開放空間に置かれた騒音源X(ダクト出口または筐体開口部でもよい)から放射された騒音と相関のある信号を検出するセンシング部41と、制御系の制御係数を時々刻々適応的に算出する制御係数算出部(A−FIR)42と、この制御係数算出部42で算出された制御係数とセンシング部41の出力信号との積和演算を行う制御係数積和演算部(FIR)43と、この制御係数積和演算部43の出力を入力信号として対象とする騒音に音響エネルギを供給する付加音源44a,44bと、センシング部41から得た信号の位相を遅らせる遅延回路部45と、騒音と同じ体積速度の付加音を出力できるように制御係数積和演算部43の出力を調整する演算部46と、この演算部46の出力と遅延回路部25を通過した信号との和を誤差信号eとみなして制御係数算出部42に与える誤差信号検出部47とで構成されている。
【0066】
この例の場合も、センシング部41はマイクを主体に構成されており、また付加音44a,44bはスピーカによって構成されている。センシング部41と付加音44a,44bとは筐体48内に設けられている。すなわち、筐体48には騒音源Xからの騒音をセンシング部41に導く開口部49が形成されており、また付加音源44a,44bで発生した付加音を外部へ導くための開口部50a,50bが形成されている。さらに、付加音源44a,44bで発生した付加音がセンシング部41に直接入射してハウリングを起こさないようにするための遮音材51が両者間に設けてあり、また反射成分の影響を取り除いて騒音源Xからセンシング部41へ直接入射する音の寄与率を高くするために吸音材52が設けられている。
【0067】
なお、図中GAD、GDAは、AD変換およびDA変化による遅れ要素の存在を示している。
このように、付加音源を2個使用した場合は、付加音源の配置法が問題になる。
【0068】
2個の付加音源で発生した付加音に騒音を加えたときの全音響パワーW0 は、
となる。なお、θi :各音源iの位相、Rは放射抵抗、Viは振動速度である。
【0069】
ここで、2つの付加音源は同位相θで制御されるものとすると、
θ=θ2 −θ1 =θ3 −θ1 …(22)
となる。
【0070】
2つの付加音源44a,44bは、騒音源Xから等距離dに配置されることを条件とすると、
R11=4πr1 2 ρck2 r1 2
R12=4πr1 2 ρck2 r2 2 ・sin(kd)/kd
R13=R12(∴r2 =r3 )
R23=4πr2 2 ρck2 r3 2 ・sin(kL)/kL
|V1 |=A1 /4πr1 2
|V2 |=A2 /4πr2 2
|V3 |=|V2 |(∴r2 =r3 ) …(23)
となる。なお、ri :振動半径、R:放射抵抗、Ai :体積速度、Vi :振動速度である。
【0071】
制御前の騒音のみの音響パワーをW1 とすると、制御後のパワー低下量(dB)は、
となる。d:音源と付加音源との間隔、L:2つの付加音源の間隔である。
【0072】
【数10】
より、パワーを最小にさせることができる。
【0073】
付加音源44a,44bは騒音源Xを中心とした半径dの円周上にあることから、この中で2つの付加音源間隔Lが最小となる配置は、図5(a) のように付加音源が隣接する場合である。したがって、この例に係る能動消音装置では、実際には図5(b) 示すように、付加音源44a,44bはセンシング部41から等距離で隣接して配置されている。
図1に示した構成のように遅延回路部45を使用したとき、誤差信号検出部47に入る信号S1 ,S2 は式(26)となる。
【0074】
【数11】
【0075】
e=S1 +S2 =0より、A1 cos φf +2A2 cos ψ=0
したがって、騒音に対する付加音の位相および体積速度比は式(27)となる。
ψ=φf +π,A2 /A1 =1/2 …(27)
e=S・GAD・F+S・GAD・H=0より、
制御系フィルタ係数Hは式(28)となる。
【0076】
【数12】
【0077】
遅延回路部45において、φf =2nπ(n=0,1,2,…)を満たせば、式(27)より付加音は逆位相に近づく。このときの低下量は式(27)を式(24)に代入することで得られる。
【0078】
なお、上記例では付加音源44a,44bから逆位相の付加音を生成するために遅延時間を調整する手法を採用しているが、図6に示すように適応制御により付加音源44a,44bからセンシング部41までの空間伝達の係数を同定し、この係数を遅延回路部45の代わりに用いるようにしてもよい。
【0079】
すなわち、内蔵された信号発生器32でM系列信号を発生させ、これで付加音源44a,44bを駆動し、このとき付加音源44a,44bからからセンシング部41までの空間伝達の係数を時々刻々適応的に制御係数算出部(A−FIR)62で同定する。このとき、同定されたフィルタ係数Hd は、以下の式により得られる。
【0080】
【数13】
【0081】
このHd フィルタを、図4に示す遅延回路部45の代わりに積和演算回路としてそのまま使用すると、付加音源1個の場合と同じように消音効果が劣化する。したがって、図7に示すように付加音源1個の場合と同様に、AD変換回路63,DA変換回路64と体積速度係数を調整する演算回路65とを使用する。
【0082】
誤差信号検出部47に入る信号をS1 ,S2 とすると、最適な体積速度を出力するためには、S2 信号の前段には4倍の係数を掛けなければいけないことから、S1 ,S2 は式(30)となる。
【0083】
【数14】
【0084】
ψ=ψcr1 +π,A2 /A1 =1/2 …(32)
ここで、誤差信号e=S・GAD・Hd +S・GAD・GDA・GAD・H=0より、
制御系フィルタHは式(33)となる。
【0085】
【数15】
となり、因果性も満たす(∴ψcr1 >0)。
【0086】
したがって、付加音源44a,44bから式(32)の位相で出力させることができる。
付加音源44a,44bは逆位相からψcr1 ずれた位相を出力することになるが、A2 /A1 =1/2となり、また、ψcr1 ,ψcr2 は空間経路を自由音場とすると、
【0087】
【数16】
となる。
【0088】
f・d=19.48(kd=0.36より)、kL=0.36のとき、
となり、良好な消音効果が得られることになる。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダクトのような音響遅延空間を持たない騒音に対しても、騒音源に付加音源を近付け、ランダム騒音に対しても逆位相、同振幅の付加音を生成させることが可能となり、音響パワーの最小化が図れ、騒音源の周囲全空間領域を消音させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る能動消音装置の概略構成図
【図2】本発明の第2の実施形態に係る能動消音装置において適応制御によって遅延時間を同定する場合の構成図
【図3】本発明の第3の実施形態に係る能動消音装置の概略構成図
【図4】本発明の第4の実施形態に係る能動消音装置の概略構成図
【図5】同装置における付加音源の配置を説明するための図
【図6】本発明の第5の実施形態に係る能動消音装置において適応制御によって遅延時間を同定する場合の構成図
【図7】本発明の第6の実施形態に係る能動消音装置の概略構成図
【図8】ダクトの出口から漏れ出す騒音を消音する場合の例を説明するための図
【図9】筐体の開口部から漏れ出す騒音を消音する場合の例を説明するための図
【図10】従来の手法では消音が困難な例を説明するための図
【図11】付加音源を2個使用して音響パワーを最小とするための最適配置の説明図
【符号の説明】
21,41…センシング部
22,42…制御係数算出部(A−FIR)
23,43…制御係数積和演算部(FIR)
24,44a,44b…付加音源
25,45…遅延回路部
26,47…誤差信号検出部
27,48…筐体
28,29,49,50a,50b…開口部
30,51…遮音材
31,52…吸音材
32,61…M系列信号を発生する信号発生器
33,62…制御係数算出部
36,66…フィルタ
x…騒音源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an active silencer used to reduce noise radiated from an opening of a casing, a duct opening, or equipment.
[0002]
[Prior art]
As is well known, various methods for reducing noise using acoustic technology and electrical control technology have been proposed recently.
For example, as shown in FIG. 8 (a), when the noise emitted from the
[0003]
In the method shown in FIG. 8 (b), a sound having an opposite phase to the sound propagated from the
[0004]
In the method shown in FIG. 8 (C), a
[0005]
Further, for example, as shown in FIG. 9 (a), when the noise emitted from the
[0006]
In the method shown in FIG. 9 (b), the
[0007]
In the method shown in FIG. 9 (c), the
[0008]
However, the conventional silencing method described above has the following problems.
That is, as shown in FIGS. 10 (a), 10 (b), and 10 (C), when there is no space for installing a duct inside the casing 11, or as shown in FIG. 10 (d), it is covered with a casing or the like. If the
[0009]
The reason for this will be described below.
In general, when a random noise source is to be silenced using an adaptive control system, the following points must be noted. That is, the sound cannot be silenced if the sound emitted from the speaker as the additional sound source propagates to the evaluation microphone later than the sound emitted from the noise source. This state is called not satisfying the causality, and the control filter coefficient at this time has a leading phase characteristic and cannot be realized by the control circuit. For this reason, it is impossible to lower the sound pressure at the evaluation microphone position. Therefore, in order to reduce the sound pressure at the evaluation microphone position, the sound from the noise source must be delayed and reach the evaluation microphone for the time required to generate the additional sound by the control circuit. A duct as shown in (b) is required. A sound delay is applied to the sound emitted from the noise source by propagating through the duct. This is the same in the adaptive control system that sucks in the sound shown in FIG. 8 (c). If there is no duct acting as an acoustic delay, random noise cannot be silenced.
[0010]
Here, let us consider four types of arrangements for minimizing the sound power when a silencer system that absorbs sound is adopted for a noise source without a duct.
Now, as shown in FIG. 11, the noise source is A, the evaluation microphone is B, the speakers for sucking sound are Za and Zb, the distance between the noise source A and the evaluation microphone B is L, and the speaker Za. , Zb and the evaluation microphone B are R, and the distance between the noise source A and the speakers Za, Zb is D.
[0011]
If the acoustic propagation distance corresponding to the time until the antiphase is generated by the control circuit is S, the following conditional expression must be satisfied in order to satisfy the causality.
LR> S (= 0.4 m) (1)
That is, it is necessary to set LR to 40 cm or more.
[0012]
Therefore, consider the four arrangement patterns shown in FIGS. 11 (a), (b), (c), and (d).
(1) In the case of the arrangement pattern shown in Fig. 11 (a)
From the optimal placement condition L = R = D,
LR = 0
Therefore, conditional expression (1) is not satisfied and random noise cannot be silenced.
[0013]
(2) In the case of the arrangement pattern shown in Fig. 11 (b)
Optimal placement condition R = (L2 + D2 )0.5
Since R> L, conditional expression (1) is not satisfied and random noise cannot be silenced.
[0014]
(3) In the case of the arrangement pattern shown in Fig. 11 (c)
Optimal placement condition L = 0.6D
R = DL = 0.4D
From conditional expression (1), LR = 0.2D
In this case, if D> 2 m is satisfied, the causality is satisfied, and random noise can be silenced at the position of the evaluation microphone B. However, the sound power is determined by the distance D between the noise source A and the speakers Za and Zb. Since it gets worse as it gets larger, it can't be expected to produce a significant silencing effect over a wide frequency band when it is 2 m away.
[0015]
(4) In the case of the arrangement pattern shown in Fig. 11 (d)
The arrangement of the noise source A and the speakers Za and Zb is the same as in (3), but the evaluation mask B is installed outside the speaker Zb.
[0016]
From the conditional expression, L−R = D. In this case, if the distance D between the noise source A and the speakers Za and Zb is set to 0.4 m or more, the causality is satisfied and the evaluation microphone B is located. Sound pressure can be reduced. However, the position of the evaluation microphone B at this time deviates from the optimum arrangement, and a significant silencing effect cannot be obtained in a wide frequency band. In addition, if it is limited to a low frequency band, the acoustic power can be reduced.
[0017]
Although the silencing effect was estimated based on the conditions satisfying the causality for the four types of optimal arrangements above, the silencing effect of any arrangement compared to the case where the sound radiated from the duct shown in FIG. Will deteriorate significantly.
[0018]
As described above, the conventional active silencer that absorbs sound and minimizes the sound power has a problem that only the silence of the periodic sound can be realized for the noise source in which the sound source exists in the open space. .
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional active silencer that absorbs sound and minimizes the sound power, the closer the speaker, which is an additional sound source, is closer to the noise source, the greater the silencing effect can be obtained. In the case of an object that cannot be brought close to and a noise source exists in an open space due to this, there is a problem that only the silence of the periodic sound can be realized.
[0020]
Therefore, the present invention activates acoustic power not only for noise radiated from the opening of the casing and the opening of the duct, but also for random noise from noise sources existing in the open space. It aims at providing the active silencer which can be reduced.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is an active silencer for reducing the acoustic power of noise radiated from a noise source placed in an open space, and is correlated with the noise radiated from the noise source. Sensing means for detecting a signal, control coefficient calculating means for adaptively calculating the control coefficient of the control system from moment to moment, and predetermined calculation of the control coefficient calculated by this means and the detection signal obtained by the sensing means The control coefficient calculation means for performing the above and the sensing means are fixedly disposed via a sound insulating material, and the output of the control coefficient calculation means is introduced to have the same volume velocity (in the opposite phase to the noise of the noise source) (Additional sound source that emits acoustic energy), delay means that delays the phase of the detection signal obtained by the sensing means, and the sum of the signal that has passed through the delay means and the output of the control coefficient calculation means And a error signal detecting means for introducing into the control coefficient calculating means as a difference signal,The phase delay of the delay means is φ f Where kd> φ as a condition for canceling noise emitted from the noise source, where d is the distance between the noise source and the additional sound source. f (Where k is a wavelength) and π / 2> φ as a condition for reducing the acoustic power in order to cancel the noise f > −π / 2 and π> k · dSaid to meetPhase delay φ f Is set in the delay means, and the noise source and the additional sound source are arranged,Absorbing the radiant energy of the noise source, and locating the sensing means in the vicinity of the noise source to absorb the radiant energy of the noise source, thereby reducing the acoustic power in the entire spatial region around the noise source. It is said.
[0022]
Two or more additional sound sources may be provided.
In addition, the delay means may transmit a spatial transmission from the additional sound source identified by adaptive control using the random noise signal detected by the sensing means when the additional sound source is driven by an M-sequence random signal to the sensing means. The phase lag may be realized using the coefficient of.
[0023]
Furthermore, it is preferable that the sensing means and the additional sound source are substantially disposed in one housing.
In the present invention, the sensing means is arranged in the vicinity of the noise source, and the causality is satisfied by delaying the phase of the detection signal obtained by the sensing means by the delay means. By controlling the additional sound source with the control system so as to have (amplitude), an active silencer that does not require an acoustic delay space is realized.
[0024]
That is, in the conventional active silencer, an acoustic delay space for satisfying the causality is provided, and the starting point is that the sound must be silenced at the evaluation microphone position. In contrast, the device of the present invention focuses only on the fact that the additional sound source can be controlled with the opposite phase and the same volume velocity in order to reduce the acoustic power regardless of the process in the middle. And in order to implement | achieve this idea, causality is ensured by inserting a delay means in an electric signal path | route, and the additional sound of an antiphase with respect to a random sound is produced | generated.
[0025]
Therefore, in the case of the device of the present invention, the additional sound source can be brought close to the housing opening, the duct outlet, or the device that generates noise, and the acoustic power can be minimized even for random noise. A significant silencing effect can be achieved in the entire surrounding space.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of an active silencer according to an embodiment of the present invention.
This active silencer employs an adaptive control system, and is roughly divided into signals correlated with noise radiated from a noise source X (which may be a duct outlet or a housing opening) placed in an open space. The
[0027]
In this example, the
[0028]
This active silencer uses an adaptive control system, but unlike conventional devices, it does not have an evaluation microphone that creates a point of zero sound pressure in the space, and an error signal is transmitted to the electric circuit in the control circuit. Treated as a signal.
[0029]
In this active silencer, the following conditions are necessary to mute the spatial region.
Condition 1:
In order to calculate the phase and amplitude of the additional sound generated by the additional
Condition 2:
In order to cancel random sound waves (sound source) with the additional sound generated by the additional
Condition 3:
Examination of the allowable range of the phase of the additional sound generated by the additional
Next, the
[0030]
Signal S that has passed through
[0031]
[Expression 1]
[0032]
Due to the action of the
[0033]
e = S1 + S2 = 0
A1 cos φf + A2 cos ψ = 0 (4)
Ψ ψ = φf + Π, A2 / A1 = 1 (5)
Here, in order for the control coefficient product-
[0034]
Therefore, in order to satisfy the causality, the digital filter H of the control coefficient product-
[0035]
[Expression 2]
[0036]
Next,
Even if the additional sound can be generated under
[0037]
Therefore, it is necessary to consider acoustic causality in addition to electrical causality.
In order to cancel the random sound wave (sound source) with the generated additional sound, it is necessary to ensure the causality of the spatial sound wave according to the distance between the noise source X and the additional
[0038]
Even if a signal delayed by the delay time is output from the additional
Therefore, if the distance between the noise source X and the additional
[0039]
kd> φf (Condition 2) (7)
[0040]
Finally, consider
[0041]
[Equation 3]
[0042]
Where φf If = 0, it becomes ψ = π, and the optimum phase where the power decreases the most is obtained. However, since the electrical causality is not satisfied by Equation (6), it is actually impossible to generate an antiphase for noise. .
[0043]
Therefore, the optimum condition cannot be satisfied, but φf It is considered that the power is reduced by outputting the additional sound whose phase is shifted from the additional
Expression (10) shows an expression representing the reduction amount of the sound power.
Even if the phase of the additional sound with respect to the noise cannot be reversed, the power decreases if it is slightly deviated from the opposite phase. This is the aim of the present invention.
[0044]
[Expression 4]
[0045]
Substituting the phase and amplitude characteristics of equation (5) obtained by this method into equation (10) and considering the conditions for power reduction, equations (11) and (12) are obtained.
Therefore, the distance d between the noise source X and the additional
[0046]
When the structural delay characteristics of the speaker, which is the additional
34cm> d> 8.5cm to mute to 500Hz,
56cm> d> 14cm to mute up to 300Hz,
It becomes. Therefore, mute is possible if the distance between the noise source X and the additional
[0047]
In the above example, the method of adjusting the delay time is used to generate the additional sound having the opposite phase to the noise from the additional
[0048]
That is, a
[0049]
e = MGAD・ Cr ・ GAD-M ・ Hd = 0
Hd = GAD・ GDA・ Cr (13)
GAD, GDA: Delay characteristics of AD conversion and DA conversion
When this is used as a fixed filter coefficient (product-sum operation circuit) instead of the
[0050]
[Equation 5]
Therefore, φAD+ ΦDA+ ΨcrAlthough the causality is satisfied from> 0, the signal S entering the error
[0051]
[Formula 6]
[0052]
e = S1 + S2 = 0 to A1 cos (φAD+ ΦDA+ Ψcr) + A2 cos ψ = 0
Therefore, the phase of the additional sound relative to the noise (the phase of the control coefficient product-sum operation unit) ψ and the volume velocity ratio A2 / A1 Is
ψ = φAD+ ΦDA+ Ψcr+ Π, A2 / A1 = 1 (16)
Thus, the amount deviated from the optimum phase of ψ = π + 2nπ (n = 0, 1, 2,...) Increases. φAD+ ΦDA+ ΨcrThis term is determined by the characteristics of the control system and the characteristics of the spatial acoustic system, and cannot be adjusted close to 2nπ because it cannot be easily adjusted from the outside.
[0053]
Therefore, the identified Hd Even if the filter characteristic is used as it is as a fixed FIR coefficient instead of the delay circuit unit in the adaptive control system, it is difficult to improve the silencing effect.
[0054]
Therefore, as shown in FIG. 3, a
[0055]
The delay circuit unit may be adjusted by a time corresponding to the delay phase of AD conversion and DA conversion. However, in view of the system configuration, the configuration of FIG. 3 in which a
In the configuration shown in FIG. 3, the signal S entering the error
[0056]
[Expression 7]
[0057]
e = S1 + S2 = 0, A1 cos ψcr+ A2 cos ψ = 0
The phase of the additional sound with respect to the noise and the volume velocity ratio are expressed by Equation (18).
ψ = ψcr+ Π, A2 / A1 = 1 (18)
Compared with equation (16), the phase lag during AD and DA conversion can be eliminated.
The H filter characteristic at this time is
S ・ GAD・ Hd + S ・ GAD・ GDA・ GAD・ From H = 0
[0058]
[Equation 8]
And ψcrCausality is also satisfied from> 0.
[0059]
From equation (18), the phase of the additional sound is ψcrIt becomes + π and does not become an antiphase. But ψcrIs ψ if the spatial path is a free sound fieldcr= Kd, the closer the phase d between the noise source X and the additional
The power reduction amount (dB) at this time is obtained from the equation (10).
[0060]
[Equation 9]
[0061]
Even in the conventional method using the evaluation microphone, in Formula (10), a sufficient silencing effect was confirmed even when kd = 0.99 (frequency f = 300 Hz; distance d = 0.18 m between the noise source and the additional sound source). So if ψcrEven if the spatial transfer function includes a reflection component and the direct phase (phase kd) is not realized, this phase delay can be dealt with by reducing the interval d, and the silencing effect is not deteriorated.
[0062]
Incidentally, ψ when kd = 0.36 (frequency = 200 Hz; interval between noise source and additional sound source d = 0.1 m)crWhen the difference (dB) in the amount of power decrease due to the presence or absence of is estimated, it is as follows.
[0063]
(a) ψcrCan be ignored
(b) ψcrWhen considering
Therefore, when fd = 19.48 (from kd = 0.36),
In other words, at an interval d = 0.05 m, up to about 390 Hz,
up to about 195Hz at d = 0.1m
At d = 0.2m up to about 97Hz,
The power is reduced by about 7.7 dB.
[0064]
ψcrAs compared with the case where the noise can be ignored, the noise reduction effect is reduced by about 6 dB. However, since it still has a reduction effect, it can be applied depending on the nature of the noise source.
FIG. 4 shows a schematic configuration of an active silencer according to still another embodiment of the present invention.
[0065]
In the example described above, the device is configured by using one additional sound source, but in this example, two additional sound sources are used to improve the silencing effect.
This active silencer also adopts an adaptive control system, and is largely divided into signals correlated with noise radiated from a noise source X (which may be a duct outlet or a housing opening) placed in an open space. A
[0066]
Also in this example, the
[0067]
In the figure, GAD, GDAIndicates the presence of a delay element due to AD conversion and DA change.
As described above, when two additional sound sources are used, the placement method of the additional sound sources becomes a problem.
[0068]
Total sound power W when noise is added to additional sound generated by two additional sound sources0 Is
It becomes. Θi : Phase of each sound source i, R is radiation resistance, and Vi is vibration speed.
[0069]
Here, if the two additional sound sources are controlled by the same phase θ,
θ = θ2 −θ1 = ΘThree −θ1 …(twenty two)
It becomes.
[0070]
On condition that the two
R11= 4πr1 2 ρck2 r1 2
R12= 4πr1 2 ρck2 r2 2 ・ Sin (kd) / kd
R13= R12(∴r2 = RThree )
Rtwenty three= 4πr2 2 ρck2 rThree 2 ・ Sin (kL) / kL
| V1 | = A1 / 4πr1 2
| V2 | = A2 / 4πr2 2
| VThree | = | V2 | (∴r2 = RThree ) …(twenty three)
It becomes. Ri : Vibration radius, R: Radiation resistance, Ai : Volume velocity, Vi : Vibration speed.
[0071]
Sound power of only noise before control is W1 Then, the power reduction amount (dB) after control is
It becomes. d: interval between the sound source and the additional sound source, L: interval between the two additional sound sources.
[0072]
[Expression 10]
Thus, the power can be minimized.
[0073]
Since the
When the
[0074]
[Expression 11]
[0075]
e = S1 + S2 = 0, A1 cos φf + 2A2 cos ψ = 0
Therefore, the phase and volume velocity ratio of the additional sound with respect to the noise are expressed by Equation (27).
ψ = φf + Π, A2 / A1 = 1/2 (27)
e = S ・ GAD・ F + S ・ GAD・ From H = 0
The control system filter coefficient H is expressed by equation (28).
[0076]
[Expression 12]
[0077]
In the
[0078]
In the above example, the method of adjusting the delay time is employed to generate the additional sound with the opposite phase from the
[0079]
That is, the built-in
[0080]
[Formula 13]
[0081]
This Hd When the filter is used as it is as a product-sum operation circuit instead of the
[0082]
The signal that enters the error
[0083]
[Expression 14]
[0084]
ψ = ψcr1 + Π, A2 / A1 = 1/2 ... (32)
Here, the error signal e = S · GAD・ Hd + S ・ GAD・ GDA・ GAD・ From H = 0
The control system filter H is expressed by Equation (33).
[0085]
[Expression 15]
And satisfies the causality (∴ψcr1 > 0).
[0086]
Therefore, it is possible to output from the
The
[0087]
[Expression 16]
It becomes.
[0088]
When f · d = 19.48 (from kd = 0.36), kL = 0.36,
Thus, a good silencing effect can be obtained.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even for noise that does not have an acoustic delay space such as a duct, the additional sound source is brought close to the noise source, and the additional sound having the opposite phase and the same amplitude is also obtained for random noise. Can be generated, the acoustic power can be minimized, and the entire space around the noise source can be silenced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an active silencer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram for identifying a delay time by adaptive control in an active silencer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an active silencer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an active silencer according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of additional sound sources in the apparatus;
FIG. 6 is a configuration diagram in the case of identifying a delay time by adaptive control in an active silencer according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an active silencer according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining an example in which noise leaking from the duct outlet is muted
FIG. 9 is a diagram for explaining an example in the case of silencing noise leaking from an opening of a housing
FIG. 10 is a diagram for explaining an example in which it is difficult to mute with a conventional method;
FIG. 11 is an explanatory diagram of an optimal arrangement for using two additional sound sources to minimize the sound power.
[Explanation of symbols]
21, 41 ... Sensing part
22, 42 ... Control coefficient calculation unit (A-FIR)
23, 43 ... Control coefficient product-sum operation unit (FIR)
24, 44a, 44b ... Additional sound source
25, 45 ... delay circuit section
26, 47 ... error signal detector
27, 48 ... casing
28, 29, 49, 50a, 50b ... opening
30, 51 ... Sound insulation material
31, 52 ... Sound absorbing material
32, 61 ... Signal generator for generating M-sequence signal
33, 62 ... control coefficient calculation unit
36, 66 filter
x ... Noise source
Claims (4)
前記遅延手段の位相遅れをφ f とし、前記騒音源と前記付加音源との間の距離をdとするとき、
前記騒音源から放射された騒音を打ち消すための条件として:
kd>φ f (但し、kは波長)
を満たし、かつ前記騒音を打ち消すために音響パワーを低下させる条件として:
π/2>φ f >−π/2を満たし、かつ
π>k・d
を満たすように、前記位相遅れφ f を前記遅延手段に設定し、前記騒音源と前記付加音源とを配置することにより、前記センシング手段を前記騒音源の近傍に位置させることで上記騒音源の放射エネルギを吸取り、上記騒音源の周囲の全空間領域の音響パワーを低減させることを特徴とする能動消音装置。An active silencer for reducing the acoustic power of noise radiated from a noise source placed in an open space, the sensing means for detecting a signal correlated with the noise radiated from the noise source, and control of the control system Control coefficient calculating means for adaptively calculating the coefficient from time to time, control coefficient calculating means for performing a predetermined calculation of the control coefficient calculated by this means and the detection signal obtained by the sensing means, and the sensing means An additional sound source that is fixedly disposed through a sound insulating material and emits acoustic energy having the same volume velocity (amplitude) in phase opposite to that of the noise of the noise source by introducing the output of the control coefficient calculation means; Delay means for delaying the phase of the detection signal obtained by the sensing means, and the sum of the signal that has passed through the delay means and the output of the control coefficient calculation means as an error signal to the control coefficient calculation means And a error signal detection means for entering,
When the phase delay of the delay means is φ f and the distance between the noise source and the additional sound source is d,
The conditions for canceling the noise emitted from the noise source are:
kd> φ f (where k is the wavelength)
As a condition for reducing the sound power to satisfy the above and to cancel the noise:
satisfies π / 2> φ f > −π / 2, and
π> k · d
The phase delay φ f is set in the delay means so as to satisfy the above condition, and the noise source and the additional sound source are arranged, thereby positioning the sensing means in the vicinity of the noise source. An active silencer characterized in that it absorbs radiant energy and reduces the acoustic power of the entire space around the noise source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24027595A JP3792760B2 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Active silencer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24027595A JP3792760B2 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Active silencer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0981158A JPH0981158A (en) | 1997-03-28 |
JP3792760B2 true JP3792760B2 (en) | 2006-07-05 |
Family
ID=17057074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24027595A Expired - Fee Related JP3792760B2 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Active silencer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3792760B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003018689A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sound regenerator |
-
1995
- 1995-09-19 JP JP24027595A patent/JP3792760B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0981158A (en) | 1997-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2598483B2 (en) | Electronic silencing system | |
JP4922773B2 (en) | Noise reduction device | |
JP3792760B2 (en) | Active silencer | |
JP3792773B2 (en) | Active silencer and active silencer design method | |
JP2006349979A (en) | Noise reduction device | |
JP2001172925A (en) | Active sound insulation wall and active sound insulation unit | |
JP3446242B2 (en) | Active silencer | |
JPH0720880A (en) | Active vibration and noise controller | |
JP2544900B2 (en) | Sound emission radiating device for active noise control system | |
JPH0342999A (en) | Silencing device for radiation noise in opening section | |
JP3634406B2 (en) | Active silencer | |
JP2001060094A (en) | Muffling device | |
JP4298865B2 (en) | Active silencer system | |
JP3842578B2 (en) | Active silencer | |
JP3148969B2 (en) | Silencer | |
JPH0313997A (en) | Electronic sound deadening system | |
JP3287467B2 (en) | Silencer | |
JPH05333874A (en) | Duct noise eliminating device | |
JP3010341B2 (en) | Silencer | |
JP2541020B2 (en) | Muffler for radiated noise in openings | |
JP3445295B2 (en) | Active silencer | |
JPH07334174A (en) | Speaker installing device of active noise control system. | |
JPH03231599A (en) | Active control type silencer | |
JP4141995B2 (en) | 3D active silencer | |
JPH0869291A (en) | Muffler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060406 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |