JP4999766B2 - Active vibration noise reduction device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車の車室内などの空間において、適応ノッチフィルタを用いて車室内の振動騒音を能動的に低減する能動型振動騒音低減装置に関するものである。 The present invention relates to an active vibration noise reduction apparatus that actively reduces vibration noise in a vehicle interior using an adaptive notch filter in a space such as the interior of a vehicle.
従来から、例えば自動車の車室内の騒音を低減するために、その騒音と逆位相の打消し音(消音波)をスピーカ等より発生させて干渉を起こすことによって騒音を低減する能動型騒音制御が実用化されている。 Conventionally, in order to reduce the noise in the interior of an automobile, for example, there has been active noise control in which noise is reduced by generating a canceling sound (silenced sound) having a phase opposite to that of the noise from a speaker or the like to cause interference. It has been put into practical use.
上記の実用化においては、信号増幅用アンプ、スピーカをオーディオセットと共有し、オーディオ信号と前述の打消し音を加算した信号をスピーカから出力する形態が一般的である。 In the above practical application, a common configuration is that the signal amplification amplifier and the speaker are shared with the audio set, and a signal obtained by adding the audio signal and the canceling sound is output from the speaker.
近年では、純正カーオーディオの音質が高いものが普及しており、カーオーディオと音場を共有する能動型騒音制御装置には、オーディオの音質への影響を及ぼさないことが要求されるようになってきている。 In recent years, genuine car audio with high sound quality has become widespread, and active noise control devices that share a sound field with car audio have been required to have no effect on the sound quality of the audio. It is coming.
図10は、従来のSAN型1タップ適応ノッチフィルタを用いた能動型振動騒音低減装置を自動車に適用した場合の構成をブロック図で示したものである。
図10に示されるように、SAN型1タップ適応ノッチフィルタ1は、制御周波数算出手段1ac、余弦波発生器1aa、正弦波発生器1abとで構成される基準信号生成手段1aと、第1適応ノッチフィルタ1ba、第2適応ノッチフィルタ1bb、加算器10とで構成される適応ノッチフィルタ1bと、模擬余弦波信号生成手段1ca、模擬正弦波信号生成手段1cbとで構成される模擬信号生成手段1cと、第1係数更新手段1da、第2係数更新手段1dbとで構成されるフィルタ係数更新手段1dから構成されており、このSAN型1タップ適応ノッチフィルタ1と、打消し音を発生する振動騒音打消し手段であるスピーカ3と、騒音と前記打消し音との干渉による誤差信号を検出する誤差信号検出手段であるマイクロフォン4とで能動型振動騒音低減装置が構成されている。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration when an active vibration noise reduction apparatus using a conventional SAN type 1-tap adaptive notch filter is applied to an automobile.
As shown in FIG. 10, the SAN type 1-tap
上記のそれぞれの構成要素は、以下のように動作する。
まず、制御周波数算出手段1acが、エンジンパルス等からエンジン回転数を検出して得られたエンジン回転信号をもとに制御すべき周波数を算出する。
Each of the above components operates as follows.
First, the control frequency calculation means 1ac calculates the frequency to be controlled based on the engine rotation signal obtained by detecting the engine speed from the engine pulse or the like.
そして、余弦波発生器1aaが、制御周波数算出手段1acで算出された制御周波数をもとに余弦波の基準信号(基準余弦波信号)を生成する。同様に、正弦波発生器1abが、制御周波数算出手段1acで算出された制御周波数をもとに正弦波の基準信号(基準正弦波信号)を生成する。 The cosine wave generator 1aa generates a cosine wave reference signal (reference cosine wave signal) based on the control frequency calculated by the control frequency calculation means 1ac. Similarly, the sine wave generator 1ab generates a sine wave reference signal (reference sine wave signal) based on the control frequency calculated by the control frequency calculation means 1ac.
次に、基準余弦波信号と第1適応ノッチフィルタ1baの係数の積および基準正弦波信号と第2適応ノッチフィルタ1bbの係数の積が加算器10によって加算され、消音波信号としてスピーカ3に出力され、スピーカ3は前記の消音波信号を打消し音として車室内に出力する。
Next, the product of the reference cosine wave signal and the coefficient of the first adaptive notch filter 1ba and the product of the reference sine wave signal and the coefficient of the second adaptive notch filter 1bb are added by the
マイクロフォン4は、車室内の騒音とスピーカ3から出力される打消し音との和を検出し、それを誤差信号としてSAN型1タップ適応ノッチフィルタ1の第1係数更新手段1daおよび第2係数更新手段1dbに出力する。
The microphone 4 detects the sum of the noise in the vehicle interior and the canceling sound output from the speaker 3, and uses it as an error signal to update the first coefficient updating means 1da and the second coefficient updating of the SAN type 1-tap
ここで、第1適応ノッチフィルタ1baおよび第2適応ノッチフィルタ1bbの係数は以下のようにして決定される。
模擬余弦波信号生成手段1caが、基準余弦波信号と模擬余弦波信号係数(スピーカ3からマイクロフォン4までの音響伝達特性を模擬した係数)との積を模擬余弦波信号として第1係数更新手段1daに出力する。同様に、模擬正弦波信号生成手段1cbが、基準正弦波信号と模擬正弦波信号係数(スピーカ3からマイクロフォン4までの音響伝達特性を模擬した係数)との積を模擬正弦波信号として第2係数更新手段1dbに出力する。
Here, the coefficients of the first adaptive notch filter 1ba and the second adaptive notch filter 1bb are determined as follows.
The simulated cosine wave signal generating means 1ca uses the product of the reference cosine wave signal and the simulated cosine wave signal coefficient (a coefficient simulating the acoustic transfer characteristic from the speaker 3 to the microphone 4) as the simulated cosine wave signal, and the first coefficient updating means 1da. Output to. Similarly, the simulated sine wave signal generating means 1cb uses the product of the reference sine wave signal and the simulated sine wave signal coefficient (a coefficient simulating the acoustic transfer characteristic from the speaker 3 to the microphone 4) as the simulated sine wave signal as the second coefficient. Output to the update means 1db.
そして、第1係数更新手段1daが、マイクロフォン4から出力された誤差信号と模擬余弦波信号にもとづき、最小二乗法により誤差信号が最小となるように第1適応ノッチフィルタ1baの係数を更新し、同様に、第2係数更新手段1dbが、マイクロフォン4から出力される誤差信号と模擬正弦波信号にもとづき、最小二乗法により誤差信号が最小となるように第2適応ノッチフィルタ1bbの係数を更新する。 Then, the first coefficient updating means 1da updates the coefficient of the first adaptive notch filter 1ba based on the error signal and the simulated cosine wave signal output from the microphone 4 so that the error signal is minimized by the least square method, Similarly, the second coefficient updating unit 1db updates the coefficient of the second adaptive notch filter 1bb based on the error signal output from the microphone 4 and the simulated sine wave signal so that the error signal is minimized by the least square method. .
これらの処理をマイクロコンピュータなどの演算処理装置にて逐次演算処理し、消音波信号をもとにスピーカ3から出力される打消し音を、時々刻々と変化する車室内の騒音に対応させるように、第1適応ノッチフィルタの係数および第2適応ノッチフィルタの係数を更新することで、車室内の騒音低減を実現する。 These processes are sequentially calculated by an arithmetic processing unit such as a microcomputer so that the canceling sound output from the speaker 3 based on the sound deadening signal corresponds to the vehicle interior noise that changes from moment to moment. By updating the coefficient of the first adaptive notch filter and the coefficient of the second adaptive notch filter, noise reduction in the vehicle interior is realized.
従来のこの種の1タップ式能動型振動騒音低減装置に関する文献としては、例えば特許文献1がある。
上記のような従来のSAN型1タップ適応ノッチフィルタを用いた能動型振動騒音低減装置は、スピーカ3からマイクロフォン4までを含めた音響伝達特性として音響伝達周波数特性が一定であれば、適応ノッチフィルタ1bの制御周波数成分以外の音への影響は非常に少ないが、この音響伝達周波数特性の位相特性に遅れが存在すると、このSAN型1タップ式の能動型振動騒音低減装置からの打消し音が、その制御周波数付近にある音を増音してしまうことが知られている。また、その増音量は音響伝達周波数特性のゲイン特性の大きさに比例することが知られている。 The active vibration noise reduction apparatus using the conventional SAN type 1-tap adaptive notch filter as described above is an adaptive notch filter as long as the acoustic transmission frequency characteristic is constant as the acoustic transmission characteristic including the speaker 3 to the microphone 4. Although the influence on the sound other than the control frequency component of 1b is very small, if there is a delay in the phase characteristic of the acoustic transfer frequency characteristic, the canceling sound from the SAN type 1-tap active vibration noise reduction device is not generated. It is known that the sound near the control frequency is increased. Further, it is known that the volume increase is proportional to the magnitude of the gain characteristic of the acoustic transmission frequency characteristic.
ここで、自動車内などの密閉空間においては、その音響伝達周波数特性は一定ではなく、例えば図11のように、ゲイン特性においてピーク・ディップが存在し、位相特性においては遅れが存在する。そして、その音響伝達特性においてゲイン特性のピークが大きい場合には、そのゲインピークの周波数付近の位相特性遅れも大きくなる。 Here, in an enclosed space such as in an automobile, the acoustic transfer frequency characteristic is not constant, and for example, as shown in FIG. 11, there is a peak dip in the gain characteristic and a delay in the phase characteristic. When the peak of the gain characteristic in the acoustic transfer characteristic is large, the phase characteristic delay near the frequency of the gain peak is also large.
つまり、図10に示す従来のSAN型1タップ適応ノッチフィルタを用いた能動型振動騒音低減装置を自動車等の密閉空間で使用した場合、適応ノッチフィルタ1bの制御周波数がゲインピークの周波数からある一定の範囲内(付近)にある時、すなわちfcontrol=fpeak±α[Hz](αは任意の正数、fpeak:ゲインピークの周波数、fcontrol:適応ノッチフィルタ1bの制御周波数)の時に、スピーカからの打消し音出力が、自動車等の密閉空間内で受聴される音楽のゲインピーク周波数の成分に重畳されて著しく増音してしまい、オーディオの音質に悪影響を与えるという問題点を有していた。
That is, when the active vibration noise reduction apparatus using the conventional SAN type 1-tap adaptive notch filter shown in FIG. 10 is used in an enclosed space such as an automobile, the control frequency of the
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、密閉空間内で受聴される音楽のゲインピーク周波数成分に対して、スピーカからの打消し音出力による増音を低減することができ、オーディオの音質への悪影響を確実に抑えることができる能動型振動騒音低減装置を提供する。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can reduce an increase in sound due to a cancellation sound output from a speaker with respect to a gain peak frequency component of music received in a sealed space. Provided is an active vibration noise reduction device that can surely suppress adverse effects on sound quality.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を有するものである。
本発明の請求項1に記載の能動型振動騒音低減装置は、振動騒音源から発生する振動騒音を相殺するために騒音打消し信号を出力する1タップ適応ノッチフィルタと、前記騒音打消し信号に基づいて得られた制御信号が入力され前記振動騒音を相殺して打ち消す打消し音を出力する振動騒音打消し手段と、前記振動騒音と前記打消し音との干渉による誤差信号を検出して出力する誤差信号検出手段とを有する能動型振動騒音低減装置において、前記誤差信号として検出される前記振動騒音打消し手段と前記誤差信号検出手段間の音響伝達特性に応じた所定のノッチフィルタ周波数を有するノッチフィルタ基準余弦波信号およびノッチフィルタ基準正弦波信号を出力するノッチフィルタ基準信号生成手段と、前記ノッチフィルタ基準余弦波信号に対して第1ノッチフィルタ係数を反映させた第1ノッチフィルタ信号を出力する第1ノッチフィルタと、前記ノッチフィルタ基準正弦波信号に対して第2ノッチフィルタ係数を反映させた第2ノッチフィルタ信号を出力する第2ノッチフィルタと、前記第1ノッチフィルタ信号と前記第2ノッチフィルタ信号とを加算して得られたノッチフィルタ加算信号と前記騒音打消し信号とを加算した係数更新信号および前記ノッチフィルタ基準余弦波信号に基づいて、前記第1ノッチフィルタ係数を更新する第1ノッチフィルタ係数更新手段と、前記係数更新信号および前記ノッチフィルタ基準正弦波信号に基づいて、前記第2ノッチフィルタ係数を更新する第2ノッチフィルタ係数更新手段と、前記更新された第1ノッチフィルタ係数を反映させた第1ノッチフィルタ信号と前記更新された第2ノッチフィルタ係数を反映させた第2ノッチフィルタ信号とを加算して得られたノッチフィルタ加算信号に対して、所定の減衰パラメータを乗算した信号を出力する減衰手段とを有する他の1タップ型ノッチフィルタを設け、前記他の1タップ型ノッチフィルタは、前記減衰手段から出力した信号と前記騒音打消し信号とを加算して前記制御信号として出力し、前記振動騒音打消し手段は、前記制御信号に応じて出力する前記打消し音により前記振動騒音を相殺して打ち消すよう構成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an active vibration noise reduction apparatus including a one-tap adaptive notch filter that outputs a noise cancellation signal for canceling vibration noise generated from a vibration noise source, and the noise cancellation signal. A control signal obtained on the basis of the vibration noise canceling means for canceling the vibration noise by canceling the vibration noise, and detecting and outputting an error signal due to interference between the vibration noise and the cancellation sound An active vibration noise reduction device having an error signal detection means that has a predetermined notch filter frequency corresponding to an acoustic transfer characteristic between the vibration noise cancellation means detected as the error signal and the error signal detection means. Notch filter reference cosine wave signal and notch filter reference signal generation means for outputting a notch filter reference cosine wave signal, and the notch filter reference cosine wave signal A first notch filter that outputs a first notch filter signal reflecting the first notch filter coefficient, and a second notch filter signal that reflects a second notch filter coefficient with respect to the notch filter reference sine wave signal. A second notch filter to be output, a coefficient update signal obtained by adding a notch filter addition signal obtained by adding the first notch filter signal and the second notch filter signal, and the noise cancellation signal, and the notch filter First notch filter coefficient updating means for updating the first notch filter coefficient based on a reference cosine wave signal, and updating the second notch filter coefficient based on the coefficient update signal and the notch filter reference sine wave signal. Second notch filter coefficient updating means for reflecting the updated first notch filter coefficient Output a signal obtained by multiplying a notch filter addition signal obtained by adding the first notch filter signal and the second notch filter signal reflecting the updated second notch filter coefficient by a predetermined attenuation parameter. Another one-tap notch filter having an attenuating means for adding the signal output from the attenuating means and the noise canceling signal and outputting the sum as a control signal. The vibration noise canceling means is configured to cancel and cancel the vibration noise by the canceling sound output according to the control signal.
また、本発明の請求項2に記載の能動型振動騒音低減装置は、請求項1記載の能動型振動騒音低減装置であって、前記所定のノッチフィルタ周波数は、前記1タップ適応ノッチフィルタの基準信号の周波数に基づくものであることを特徴とする。
The active vibration noise reduction device according to
また、本発明の請求項3に記載の能動型振動騒音低減装置は、請求項1記載の能動型振動騒音低減装置であって、前記他の1タップ型ノッチフィルタは、前記騒音打消し信号の周波数が所定の範囲の場合に、前記ノッチフィルタ基準信号生成手段が駆動することにより動作することを特徴とする。
The active vibration noise reduction device according to claim 3 of the present invention is the active vibration noise reduction device according to
また、本発明の請求項4に記載の能動型振動騒音低減装置は、請求項1記載の能動型振動騒音低減装置であって、前記他の1タップ型ノッチフィルタは、前記誤差信号検出手段からの前記誤差信号の所定の周波数成分の出力レベルに基づいて、前記ノッチフィルタ基準信号生成手段が駆動することにより動作することを特徴とする。
The active vibration noise reduction device according to claim 4 of the present invention is the active vibration noise reduction device according to
以上のように本発明によれば、新たに他の1タップ型ノッチフィルタを設け、1タップ適応ノッチフィルタから出力される騒音打消し信号に他の1タップ型ノッチフィルタからの出力信号を加算した信号を制御信号とすることにより、打消し音の所定の範囲の周波数成分の出力を任意に抑制することができる。 As described above, according to the present invention, another one-tap notch filter is newly provided, and the output signal from the other one-tap notch filter is added to the noise cancellation signal output from the one-tap adaptive notch filter. By using the signal as a control signal, it is possible to arbitrarily suppress the output of frequency components in a predetermined range of the canceling sound.
よって、この能動型振動騒音低減装置を車内に適用した場合に、ゲインピーク周波数付近における打消し音の出力を抑制することができるため、密閉空間内で受聴される音楽のゲインピーク周波数成分に対して、スピーカからの打消し音出力による増音を低減することができ、オーディオの音質への悪影響を確実に抑えることができる。 Therefore, when this active vibration noise reduction device is applied to the interior of the vehicle, it is possible to suppress the output of the canceling sound near the gain peak frequency. Thus, it is possible to reduce the sound increase due to the cancellation sound output from the speaker, and to reliably suppress the adverse effect on the sound quality of the audio.
以下、本発明の能動型振動騒音低減装置の一実施の形態を、図1〜図9を用いて具体的に説明する。なお、従来技術と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態の能動型振動騒音低減装置の構成をブロック図で示したものであり、図2は同要部である他の1タップ型ノッチフィルタの構成を示すブロック図、図3、図4および図6は同要部である他の1タップ型ノッチフィルタの周波数特性(1)説明図、(2)説明図および(3)説明図、図5は自動車内における周波数特性説明図および図7は同自動車内における従来の能動型振動騒音低減装置との効果を比較した周波数特性説明図、図8は同展開例の要部である他の1タップ型ノッチフィルタの構成を示すブロック図、図9は他の展開例の要部である他の1タップ型ノッチフィルタの構成を示すブロック図であり、車室内の主騒音であるエンジンの回転に同期したこもり音を低減する場合を例に説明する。
Hereinafter, an embodiment of an active vibration noise reduction apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same part as a prior art attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an active vibration noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of another one-tap notch filter which is the main part. 3, FIG. 4 and FIG. 6 are frequency characteristics (1) explanatory diagram, (2) explanatory diagram and (3) explanatory diagram of another one-tap notch filter which is the main part, and FIG. FIG. 7 is a characteristic explanatory diagram and FIG. 7 is a frequency characteristic explanatory diagram comparing effects with a conventional active vibration noise reduction device in the same vehicle. FIG. 8 is a configuration of another one-tap notch filter which is a main part of the same development example. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of another one-tap notch filter, which is the main part of another development example, and reduces the humming noise that is synchronized with the engine rotation, which is the main noise in the passenger compartment. An example of this will be described.
図1に示すように、本実施の形態の能動型振動騒音低減装置は、SAN型1タップ適応ノッチフィルタ(タップ適応ノッチフィルタ)1と、その出力部に設けられた他の1タップ型ノッチフィルタ2と、振動騒音打消し手段であるスピーカ3と、誤差信号検出手段であるマイクロフォン4とで構成されており、SAN型1タップ適応ノッチフィルタ1および他の1タップ型ノッチフィルタ2の逐次処理をマイクロコンピュータ5にて行うものである。
As shown in FIG. 1, the active vibration noise reduction device of the present embodiment includes a SAN type 1-tap adaptive notch filter (tap adaptive notch filter) 1 and another 1-tap type notch filter provided at the output portion thereof. 2, a speaker 3 serving as vibration noise canceling means, and a microphone 4 serving as error signal detecting means. The SAN type one-tap
従来技術との相違点は、他の1タップ型ノッチフィルタ2であるので、ここでは全体説明を省略して相違点である他の1タップ型ノッチフィルタ2に係る部分についてのみ説明する。
Since the difference from the prior art is another one-
他の1タップ型ノッチフィルタ2は、図2に示すように、前記誤差信号として検出される前記振動騒音打消し手段であるスピーカ3と前記誤差信号検出手段であるマイクロフォン4間の音響伝達特性に応じた所定のノッチフィルタ周波数を有するノッチフィルタ基準余弦波信号2aおよびノッチフィルタ基準正弦波信号2bを出力するノッチフィルタ基準信号生成手段2c、第1ノッチフィルタ2d、第2ノッチフィルタ2e、第1ノッチフィルタ係数更新手段2f、第2ノッチフィルタ係数更新手段2g、減衰手段2h、複数の加算器10a、10bおよび10cとで構成される。
As shown in FIG. 2, the other one-
他の1タップ型ノッチフィルタ2の動作を、以下に説明する。
ノッチフィルタ基準信号生成手段2cによって、ノッチフィルタ基準余弦波信号2a及びノッチフィルタ基準正弦波信号2bがそれぞれ出力される。
The operation of the other one-
The notch filter reference cosine wave signal 2a and the notch filter reference sine wave signal 2b are output by the notch filter reference signal generation means 2c.
ノッチフィルタ基準余弦波信号2aと第1ノッチフィルタ2dの係数の積およびノッチフィルタ基準正弦波信号2bと第2ノッチフィルタ2eの係数の積が、加算器10aによって加算され、ノッチフィルタ加算信号Vout_sとして出力される。
The product of the coefficients of the notch filter reference cosine wave signal 2a and the
ノッチフィルタ加算信号Vout_sとSAN型1タップ適応ノッチフィルタ1からの騒音打消し信号Vinが加算器10bによって加算され、係数更新信号Vin_sとして第1ノッチフィルタ係数更新手段2f及び第2ノッチフィルタ係数更新手段2gに出力される。
The notch filter addition signal Vout_s and the noise cancellation signal Vin from the SAN type 1-tap
第1ノッチフィルタ係数更新手段2fは、係数更新信号Vin_sとノッチフィルタ基準余弦波信号2aにもとづき、最小二乗法により係数更新信号Vin_sが最小となるように第1ノッチフィルタ2dの係数を更新する。同様に、第2ノッチフィルタ係数更新手段2gは、係数更新信号Vin_sとノッチフィルタ基準正弦波信号2bにもとづき、最小二乗法により係数更新信号Vin_sが最小となるように第2ノッチフィルタの係数2eを更新する。
The first notch filter coefficient updating means 2f updates the coefficient of the
次に、上記の第1ノッチフィルタ2dおよび第2ノッチフィルタ2eの係数更新式を求める場合を説明する。
第1ノッチフィルタ2dの係数をw1とおくと、第1ノッチフィルタ2dの更新式は、最小二乗法より式(1)で表される。
Next, the case where the coefficient update formulas of the
Assuming that the coefficient of the
ここで here
同様に、第2ノッチフィルタ2eの係数をw2とおくと、第2ノッチフィルタ2eの係数更新式は以下の式(4)となる。
Similarly, when the coefficient of the
このフィルタ演算によるVout_s/Vin_sの周波数特性は、図3のような特性となる(図3はω0=2π×50[rad/sec]、μ_fix=0.04とした場合を示す)。 The frequency characteristic of Vout_s / Vin_s by this filter operation is as shown in FIG. 3 (FIG. 3 shows the case where ω 0 = 2π × 50 [rad / sec] and μ_fix = 0.04).
また、この演算処理により出力されるノッチフィルタ加算信号Vout_sと所定の減衰パラメータRed_feとの積と、騒音打消し信号Vinとが加算器10cで加算され、
Further, the product of the notch filter addition signal Vout_s and the predetermined attenuation parameter Red_fe output by this calculation process and the noise canceling signal Vin are added by the
このとき、ノッチフィルタ周波数における減衰量(Vout/Vin)は、以下の式(7)となる。 At this time, the attenuation (Vout / Vin) at the notch filter frequency is expressed by the following equation (7).
この他の1タップ型ノッチフィルタ2を有する能動型振動騒音低減装置のスピーカ3からマイクロフォン4を含んだ音響伝達特性は、図5に示すように、大きなゲインピークが抑制され、かつ急峻であった位相回転がなだらかなものとなっている。
The acoustic transfer characteristic including the speaker 3 to the microphone 4 of the active vibration noise reduction device having the other one-
なお、図5は、ω0=2π×73[rad/sec]、μ_fix=0.16とした場合であり、他の1タップ型ノッチフィルタ2の周波数特性Vout/Vinは図6の通りとなる。
FIG. 5 shows the case where ω 0 = 2π × 73 [rad / sec] and μ_fix = 0.16, and the frequency characteristics Vout / Vin of the other one-
また、図7は従来技術との差異を示す周波数特性説明図である。図7は、図5に示す音響伝達特性を有する車室内において、従来の能動型振動騒音低減装置と、本実施の形態の他の1タップ型ノッチフィルタ2(ω0=2π×73[rad/sec]、μ_fix=0.16)を有する能動型振動騒音低減装置とで、60Hz制御時に、70Hz付近の音楽成分を増音している様子を示している。 FIG. 7 is an explanatory diagram of frequency characteristics showing differences from the prior art. FIG. 7 shows a conventional active vibration noise reduction device and another one-tap notch filter 2 (ω 0 = 2π × 73 [rad / sec], μ_fix = 0.16), and the active vibration noise reduction apparatus is showing that the music component in the vicinity of 70 Hz is being increased during 60 Hz control.
実線が、能動型振動騒音低減装置無しの場合、一転鎖線が従来の能動型振動騒音低減装置の場合、点線が本実施の形態における他の1タップ型ノッチフィルタ2を有する能動型振動騒音低減装置の場合の音圧レベルと周波数の関係であり、増音が明らかに抑制されていることがわかる。
In the case where the solid line is without an active vibration noise reduction device, the alternate line is the conventional active vibration noise reduction device, the dotted line is an active vibration noise reduction device having another one-
以下、本実施の形態の能動型振動騒音低減装置における他の1タップ型ノッチフィルタ2のノッチフィルタ基準信号生成手段2cに更なる特徴を設けた展開例について説明する。
(展開例1)
本展開例の本実施の形態(図1)との相違点は、本実施の形態の他の1タップ型ノッチフィルタ2において、図8に示す如く、騒音打消し信号Vinをノッチフィルタ基準信号生成手段2cに入力することでノッチフィルタ基準信号生成手段2cのノッチフィルタ周波数f0の決定を騒音打消し信号Vinに基づいて行なうものとした点である。
Hereinafter, a development example in which further features are provided in the notch filter reference signal generation means 2c of the other one-
(Development example 1)
The difference between this development example and this embodiment (FIG. 1) is that, in the other one-
すなわち、騒音打消し信号Vinの周波数はSAN型1タップノッチフィルタ1の基準信号の周波数であるので、f0=fcontrol±β[Hz](βはゲインが大きい周波数の帯域幅に合わせて任意に設定可能)のノッチフィルタ周波数を有する基準信号を生成する。
That is, since the frequency of the noise cancellation signal Vin is the frequency of the reference signal of the SAN type 1-
騒音打消し信号Vinの周波数とノッチフィルタ周波数が上記のような関係を持つことにより、ノッチフィルタ周波数、つまり増音を抑制する周波数帯域が一定ではなく、制御周波数に追随して増音を抑制する周波数も変化するので、打消し音に起因する増音を常に抑制させることができ、様々な音響伝達特性を有する空間に対応させることが可能となる。
(展開例2)
本展開例の能動型振動騒音低減装置は、ブロック図として特に図示しないが、展開例1を説明した図8において、騒音打消し信号Vinをノッチフィルタ基準信号生成手段2cに入力するに際し、基準信号生成可否判別手段を介して行なうものである。
Since the frequency of the noise cancellation signal Vin and the notch filter frequency have the relationship as described above, the notch filter frequency, that is, the frequency band for suppressing the sound increase is not constant, and the sound increase is suppressed following the control frequency. Since the frequency also changes, it is possible to always suppress the sound increase caused by the canceling sound, and it is possible to correspond to a space having various acoustic transfer characteristics.
(Development example 2)
Although the active vibration noise reduction device of the present development example is not particularly shown as a block diagram, in FIG. 8 illustrating the development example 1, when the noise cancellation signal Vin is input to the notch filter reference signal generating means 2c, the reference signal This is performed via the generation possibility determination means.
即ち、他の1タップ型ノッチフィルタ2のノッチフィルタ基準信号生成手段2cを、騒音打消し信号Vinの周波数帯域に基づいて基準信号を生成するか否かを決定するように構成したものである。
That is, the notch filter reference signal generating means 2c of the other one-
例えば、能動型振動騒音低減装置を図3に示す音響伝達特性を有する空間に適用したとすると、図3に示す周波数帯域では、前記基準信号生成可否判別手段は打消し音が60−80Hzに存在するゲインピーク周波数付近以外の周波数であるときは、打消し音による音楽の顕著な増音はないので、他の1タップ型ノッチフィルタ2を動作させず、騒音打消し信号の周波数が60−80Hz付近の場合にのみ、ノッチフィルタ基準信号生成手段2cが基準信号を生成し、他の1タップ型ノッチフィルタ2を動作させるようにすることで、それ以外の周波数範囲においても行っていた1タップ型ノッチフィルタ2の演算の分だけ、その演算量を低減させることが可能となるものである。
(展開例3)
本展開例の本実施の形態との相違点は、本実施の形態の他の1タップ型ノッチフィルタ2のノッチフィルタ基準信号生成手段2cを、図9に示す如く、マイクロフォン4から出力された誤差信号をノッチフィルタ基準信号生成手段2cに入力するに際し、基準信号生成可否判別手段11を介して入力するように構成したものである。
For example, if the active vibration noise reduction device is applied to the space having the acoustic transfer characteristics shown in FIG. 3, the reference signal generation enable / disable determining means has a canceling sound at 60-80 Hz in the frequency band shown in FIG. When the frequency is not near the gain peak frequency, the music does not significantly increase due to the canceling sound. Therefore, the other one-
(Development example 3)
The difference between this development example and this embodiment is that the notch filter reference signal generating means 2c of the other one-
この基準信号生成可否判別手段11によって、マイクロフォン4から出力された誤差信号の所定の周波数の出力レベルに基づいて基準信号を生成するか否かを決定するように構成したものである。
The reference signal generation
つまり、図11に示す音響伝達特性を有する空間に本展開例の能動型振動騒音低減装置を適用した場合、60−80Hzに存在するゲインピーク周波数付近に音楽の周波数成分が存在しないか、もしくは人間の聴覚で把握することができない出力レベルであるときは、他の1タップ型ノッチフィルタ2を動作させず、音楽のゲインピーク周波数付近の成分の出力レベルが打消し音によって増音されたときに、その増音が人間の聴覚で把握することができるレベルであるときにのみノッチフィルタ基準信号生成手段2cが基準信号を生成し、他の1タップ型ノッチフィルタ2を動作させるようにすることで、出力レベルが小さいときにも行っていた他の1タップ型ノッチフィルタ2の演算の分だけ、その演算量を低減させることが可能となるものである。
That is, when the active vibration noise reduction device of this example is applied to the space having the acoustic transfer characteristics shown in FIG. 11, there is no music frequency component near the gain peak frequency existing in 60-80 Hz, or human When the output level cannot be grasped by the auditory sense, when the output level of the component near the gain peak frequency of the music is increased by the canceling sound without operating the other one-
以上述べたように、本実施の形態および展開例の能動型振動騒音低減装置は、他の1タップ型ノッチフィルタ2によって、スピーカ出力のスピーカからマイクロフォンまでを含む音響伝達特性のゲインピーク周波数成分を抑制することによって、制御周波数付近の音楽成分や他の騒音成分の増音を効果的に抑制できるものである。
As described above, the active vibration noise reduction device according to the present embodiment and the development example uses the other one-
よって、自動車搭乗時に乗員が音楽を聞いている場合でも、車内の騒音を消音するとともに、上記音響伝達特性のゲインピーク周波数成分の音楽成分の音質への影響(音楽の増音)の少ない能動型振動騒音低減装置を提供することが可能となるものである。 Therefore, even when an occupant is listening to music when boarding an automobile, the noise in the vehicle is muted and the effect of the gain peak frequency component of the acoustic transfer characteristics on the sound quality of the music component (music increase) is low. It is possible to provide a vibration noise reduction device.
本発明の能動型振動騒音低減装置は、密閉空間内で受聴される音楽のゲインピーク周波数成分に対して、スピーカからの打消し音出力による増音を低減することができ、オーディオの音質への悪影響を確実に抑えることができるものであり、自動車等の移動装置の内部空間に使用することができ、さらには住宅やマンション、オフィス等の居住空間への応用展開も期待できるものである。 The active vibration noise reduction device of the present invention can reduce the increase in sound due to the cancellation sound output from the speaker with respect to the gain peak frequency component of the music received in the sealed space, thereby improving the sound quality of the audio. The adverse effect can be surely suppressed, and it can be used in the interior space of a mobile device such as an automobile, and further can be expected to be applied to residential spaces such as houses, condominiums, and offices.
1 SAN型1タップ適応ノッチフィルタ
1a 基準信号生成手段
1aa 余弦波発生器
1ab 正弦波発生器
1ac 制御周波数算出手段
1b 適応ノッチフィルタ
1ba 第1適応ノッチフィルタ
1bb 第2適応ノッチフィルタ
1c 模擬信号生成手段
1ca 模擬余弦波信号生成手段
1cb 模擬正弦波信号生成手段
1d フィルタ係数更新手段
1da 第1係数更新手段
1db 第2係数更新手段
2 他の1タップ型ノッチフィルタ
2a ノッチフィルタ基準余弦波信号
2b ノッチフィルタ基準正弦波信号
2c ノッチフィルタ基準信号生成手段
2d 第1ノッチフィルタ
2e 第2ノッチフィルタ
2f 第1ノッチフィルタ係数更新手段
2g 第2ノッチフィルタ係数更新手段
2h 減衰手段
3 スピーカ
4 マイクロフォン
10、10a、10b、10c 加算器
11 基準信号生成可否判別手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記騒音打消し信号に基づいて得られた制御信号が入力され前記振動騒音を相殺して打ち消す打消し音を出力する振動騒音打消し手段と、
前記振動騒音と前記打消し音との干渉による誤差信号を検出して出力する誤差信号検出手段と
を有する能動型振動騒音低減装置において、
前記誤差信号として検出される前記振動騒音打消し手段と前記誤差信号検出手段間の音響伝達特性に応じた所定のノッチフィルタ周波数を有するノッチフィルタ基準余弦波信号およびノッチフィルタ基準正弦波信号を出力するノッチフィルタ基準信号生成手段と、
前記ノッチフィルタ基準余弦波信号に対して第1ノッチフィルタ係数を反映させた第1ノッチフィルタ信号を出力する第1ノッチフィルタと、
前記ノッチフィルタ基準正弦波信号に対して第2ノッチフィルタ係数を反映させた第2ノッチフィルタ信号を出力する第2ノッチフィルタと、
前記第1ノッチフィルタ信号と前記第2ノッチフィルタ信号とを加算して得られたノッチフィルタ加算信号と前記騒音打消し信号とを加算した係数更新信号および前記ノッチフィルタ基準余弦波信号に基づいて、前記第1ノッチフィルタ係数を更新する第1ノッチフィルタ係数更新手段と、
前記係数更新信号および前記ノッチフィルタ基準正弦波信号に基づいて、前記第2ノッチフィルタ係数を更新する第2ノッチフィルタ係数更新手段と、
前記更新された第1ノッチフィルタ係数を反映させた第1ノッチフィルタ信号と
前記更新された第2ノッチフィルタ係数を反映させた第2ノッチフィルタ信号とを加算して得られたノッチフィルタ加算信号に対して、所定の減衰パラメータを乗算した信号を出力する減衰手段と
を有する他の1タップ型ノッチフィルタを設け、
前記他の1タップ型ノッチフィルタは、
前記減衰手段から出力した信号と前記騒音打消し信号とを加算して前記制御信号として出力し、
前記振動騒音打消し手段は、
前記制御信号に応じて出力する前記打消し音により前記振動騒音を相殺して打ち消すよう構成した
ことを特徴とする能動型振動騒音低減装置。 A one-tap adaptive notch filter that outputs a noise cancellation signal to cancel vibration noise generated from a vibration noise source;
Vibration noise canceling means for inputting a control signal obtained based on the noise canceling signal and outputting a canceling sound that cancels and cancels the vibration noise;
In an active vibration noise reduction device having error signal detection means for detecting and outputting an error signal due to interference between the vibration noise and the canceling sound,
A notch filter reference cosine wave signal and a notch filter reference sine wave signal having a predetermined notch filter frequency corresponding to acoustic transfer characteristics between the vibration noise canceling means and the error signal detection means detected as the error signal are output. Notch filter reference signal generating means;
A first notch filter that outputs a first notch filter signal reflecting a first notch filter coefficient with respect to the notch filter reference cosine wave signal;
A second notch filter that outputs a second notch filter signal reflecting a second notch filter coefficient with respect to the notch filter reference sine wave signal;
Based on a coefficient update signal obtained by adding the notch filter addition signal obtained by adding the first notch filter signal and the second notch filter signal and the noise cancellation signal and the notch filter reference cosine wave signal, First notch filter coefficient updating means for updating the first notch filter coefficient;
Second notch filter coefficient updating means for updating the second notch filter coefficient based on the coefficient update signal and the notch filter reference sine wave signal;
A notch filter addition signal obtained by adding the first notch filter signal reflecting the updated first notch filter coefficient and the second notch filter signal reflecting the updated second notch filter coefficient. On the other hand, another one-tap notch filter having attenuation means for outputting a signal multiplied by a predetermined attenuation parameter is provided,
The other one-tap notch filter is
Add the signal output from the attenuation means and the noise cancellation signal and output as the control signal,
The vibration noise canceling means is
An active vibration noise reducing apparatus configured to cancel and cancel the vibration noise by the canceling sound output according to the control signal.
ことを特徴とする請求項1記載の能動型振動騒音低減装置。 2. The active vibration noise reduction device according to claim 1, wherein the predetermined notch filter frequency is based on a frequency of a reference signal of the one-tap adaptive notch filter.
前記騒音打消し信号の周波数が所定の範囲の場合に、
前記ノッチフィルタ基準信号生成手段が駆動することにより動作する
ことを特徴とする請求項1記載の能動型振動騒音低減装置。 The other one-tap notch filter is
When the frequency of the noise cancellation signal is within a predetermined range,
2. The active vibration noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the notch filter reference signal generation means operates when driven.
前記誤差信号検出手段からの前記誤差信号の所定の周波数成分の出力レベルに基づいて、
前記ノッチフィルタ基準信号生成手段が駆動することにより動作する
ことを特徴とする請求項1記載の能動型振動騒音低減装置。 The other one-tap notch filter is
Based on the output level of a predetermined frequency component of the error signal from the error signal detection means,
2. The active vibration noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the notch filter reference signal generation means operates when driven.
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