JP4655649B2 - Pwm駆動機器の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
このスイッチングノイズ成分抑圧法として、下記「特許文献1」においては、可聴周波数で所定の周波数範囲内を正弦波状に変化するようにPWM電流波形の基本周波数すなわちステッピングモータ駆動用のクロック(キャリア)を周波数変調する方法が開示されている。これにより、PWM制御の基本周波数を含むスペクトル構造が時間的に変化することになり、時間平均としてノイズレベルを低減させている。
現在、日本国内におけるAM放送は、545kHzから1605kHzの帯域で、各局の放送波の搬送波は9kHzの倍数の周波数である。またその搬送波の±6kHz程度の範囲が側帯波の帯域である。つまり合計12kHz程度が一つの放送局の占有帯域幅となる。
本発明は、以上のような問題を解決するためのもので、クロック(キャリア)の高調波スペクトルの構造をラジオのノイズフロアに基づくマスキング領域の構造に合わせることでラジオ聴取への影響を低減する方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明においては、クロック(キャリア)自体にラジオのノイズフロアに基づくマスキング領域構造の特性を予め付与しておき、機器駆動時に発生する放送周波数帯のノイズを効果的に低減するものである。
図1は、本発明による第1の実施の形態によるパルス幅変調信号駆動機器に対する制御装置の構成図である。すなわち、パルス幅変調信号駆動機器1の制御装置は、パルス幅変調信号駆動機器1と、パルス幅変調信号駆動機器1に所定のシーケンスにより駆動電流パルスを流すためのスイッチング素子を有するスイッチ部2と、スイッチ部2の動作を制御する制御装置3と、制御装置3に受信妨害を受けるラジオ7等の通信機器を接続することで、この通信機器の出力に含まれるノイズ情報であるノイズフロアを供給し、パルス幅変調信号駆動機器1の速度等動作を制御するための制御信号を入力する制御信号入力手段8とで構成されている。
この結果、パルス幅変調信号の制御周波数に起因するノイズをラジオ7のノイズフロアのマスキング領域の形状に近づけることが出来、したがって、上記抑圧しきれない残留ノイズ成分の少ない効果的なノイズ抑圧を行うことが出来、ラジオ7からの耳障りなノイズを低減することが出来る。
図11は本発明による第2の実施の形態を示す制御装置の構成である。図1に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置において、マスキング領域の基準として、ラジオ7のノイズフロアに代わり、室内または車内雑音のノイズスペクトルをノイズフロアとして用いている。したがって、本実施の形態2においては、図1におけるラジオ7の代わりに室内雑音を検出する室内雑音検出手段10と、この検出した室内雑音を基にマスキング領域を設定する室内雑音のマスキング領域設定手段8とを使用したことを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置としている。すなわち、図1はラジオ7自身のノイズフロアのマスキング領域を用いる構成であるが、図11では、室内雑音のマスキング領域を用いる構成である。
図12は図11における室内雑音のマスキング領域と室内雑音の領域を説明する図で、室内雑音のスペクトルがピークを二つ有している場合である。室内雑音のマスキング領域も、ラジオのノイズフロアの領域と同様に、ピークを持つ場合にはマスキング領域もレベルが大きくなる。
図17に本発明による第3の実施の形態を示す制御装置の構成を示す。
図11に記載のパルス幅変調信号駆動機器1の制御装置において、室内雑音検出手段9としてマイク11を用いた場合のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置である。マイク11を用いたこと以外は図11と同じである。マイク11を用いたことでラジオ等通信機器による受信時に聴感上障害となる可聴周波数領域の室内雑音を容易に検出することができる。これにより、室内雑音として走行音のみならず室内に漏れてくるエンジン音も含めて複数種類の音源からのノイズに対しても、聴感上障害となるノイズ全てを含むトータルのノイズフロアとして検出することが可能となる。本実施の形態3においても、一定時間間隔で室内雑音の検出と、それに伴うマスキング領域の修正を繰り返すことで、時間と共に変化する室内雑音に追従してラジオからの耳障りなノイズを有効に低減することが出来る。
3:制御装置 4:パルス幅変調手段
5:ノイズ補償波形生成手段
6:ラジオのノイズフロアのマスキング領域設定部
7:ラジオ 8:制御信号入力手段
9:室内雑音のマスキング領域設定手段
10:室内雑音検出手段 11:マイク
51:波形発振器FG1 52:波形発振器FG2
53:波形発振器FG3 54:加算器
55:乗算器 56:同期手段
57:電圧・周波数変換手段
Claims (10)
- パルス幅変調信号駆動機器と、
前記パルス幅変調信号駆動機器に所定の駆動電流を流すためのスイッチング素子を駆動するスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御する制御装置と、
前記パルス幅変調信号駆動機器の動作を制御する制御信号入力手段と、を有するパルス幅変調信号駆動機器の制御装置において、
前記制御装置は
前記パルス幅変調信号駆動機器近傍に設置されている通信機器の音声出力に含まれるノイズ情報に基づいて前記通信機器のノイズフロアのマスキング領域を設定するマスキング領域設定手段と、
前記ノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性に基づいて、前記パルス幅変調信号駆動装置を駆動するクロックを生成し、該クロックに対してノイズ補償処理を施すノイズ補償波形生成手段と、
前記ノイズ補償波形生成手段からの信号を前記制御指令入力手段からの信号でパルス幅変調して前記スイッチ部に出力するパルス幅変調手段と、を有することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置。 - 請求項1に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置において、
前記ノイズ補償波形生成手段は、
前記ノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性における急激な変化を検出するための波形を生成する第1の発振器と、
前記ノイズフロアのマスキング領域を予め定められた帯域幅に分割するため、周波数帯域毎にオフセット電圧を付加する電圧波形を生成する第2の発振器と、
前記オフセット電圧を前記第1の発振器出力に加算する加算器と、
前記加算器出力の電圧値に応じて予め定められた周波数に変換する電圧/周波数変換手段と、を有していることを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置。 - 請求項2に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置において、
前記ノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性に急激な変化が前記マスキング領域設定手段で検出された場合に対しては、当該部分の分割する周波数帯域幅を予め定められた前記帯域幅よりも狭い帯域幅に分割するための信号を発生する第3の発振器と、
前記加算器出力に前記第3の発振器出力を乗算する乗算器と、
を前記加算器と前記電圧周波数変換手段との間に挿入する手段と、を備えたことを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置。 - 請求項1に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置において、
前記通信機器のフロアノイズのマスキング領域として室内雑音のマスキング領域を使用し、このための室内雑音のマスキング領域設定手段と、
前記室内雑音を検出する室内雑音検出手段と、を有することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置。 - 請求項4に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御装置おいて、
前記室内雑音検出手段としてマイクを使用したことを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御装置。 - パルス幅変調信号駆動機器と、
前記パルス幅変調信号駆動機器に所定の駆動電流を流すためのスイッチング素子を駆動するスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御する制御装置と、
前記パルス幅変調信号駆動機器の動作を制御する制御信号入力手段とを用いたパルス幅変調信号駆動機器の制御方法において、
前記パルス幅変調信号駆動機器近傍に設置されている通信機器の音声出力に含まれるノイズ情報に基づいてマスキング領域設定手段により前記通信機器のノイズフロアのマスキング領域を設定し、
ノイズ補償波形生成手段により前記パルス幅変調信号駆動装置を駆動するクロックの生成と、該クロックに対して前記通信機器のノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性に基づいたノイズ補償処理とを行い、
パルス幅変調手段において、前記ノイズ補償処理が行われたクロックを前記制御信号入力手段からの制御信号でパルス幅変調し、
前記パルス幅変調されたクロックを前記スイッチ部に送出することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御方法。 - 請求項6に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御方法において、
第1の発振器により前記ノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性における急激な変化部分を検出するための波形を生成し、
第2の発振器により前記のいずフロアのマスキング領域を予め定められた帯域幅に分割し、かつ該分割した境界の周波数におけるマスキング領域のレベルを設定する波形を生成し、
加算器により前記第2の発振器出力と、前記第1の発振器出力とを加算し、
電圧/周波数変換手段により前記加算器出力の電圧値に応じて予め定められた周波数に変換することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御方法。 - 請求項7に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御方法において、
前記ノイズフロアのマスキング領域のスペクトル特性を前記予め定められた帯域幅とは一部分異なる帯域幅で分割する必要が生じた場合、第3の発振器により新たな帯域幅に対応する信号を発生し、
前記加算器と前記電圧周波数変換手段との間に乗算器を挿入し、該乗算器により前記加算器出力に前記第3の発振器出力を乗算することにより一部分前記異なる周波数帯域に変換することを必要に応じて実行することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御方法。 - 請求項6に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御方法において、
前記通信機器の音声出力に含まれるノイズ情報として室内雑音を用い、
室内雑音検出手段により前記室内雑音を検出し、
前記検出された室内雑音のマスキング領域をマスキング領域設定手段により設定することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御方法。 - 請求項9に記載のパルス幅変調信号駆動機器の制御方法において、
マイクを使用して前記室内雑音を検出することを特徴とするパルス幅変調信号駆動機器の制御方法。
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