JP5164588B2 - Active silencer system - Google Patents
Active silencer system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5164588B2 JP5164588B2 JP2008015249A JP2008015249A JP5164588B2 JP 5164588 B2 JP5164588 B2 JP 5164588B2 JP 2008015249 A JP2008015249 A JP 2008015249A JP 2008015249 A JP2008015249 A JP 2008015249A JP 5164588 B2 JP5164588 B2 JP 5164588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound wave
- signal
- sensor
- interference
- noise source
- 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.)
- Active
Links
- 230000003584 silencer Effects 0.000 title claims description 64
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 71
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 62
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 49
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 claims description 40
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 24
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 11
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000001743 silencing effect Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Duct Arrangements (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
本発明は、所定の空間を伝播する騒音を打ち消す能動的消音システムに関する。 The present invention relates to an active silencing system that cancels noise propagating in a predetermined space.
音源パイプの周囲を包被するスピーカダクトに取り付けられた複数個のスピーカと、スピーカダクトの前方に配置されて音源パイプに取り付けられ、音源からの騒音のみを検出する差圧センサと、差圧センサが検出した騒音の出力信号を周波数に応じて減衰させる第1フィルタと、スピーカダクトの前方に配置され、音源からの騒音とスピーカから発生する消音音波との干渉音波を検出する音波センサと、音波センサが検出した干渉音波の出力信号を周波数に応じて減衰する第2フィルタと、各センサやスピーカ、各フィルタが接続されたコントローラとから形成された能動的消音装置がある(特許文献1参照)。スピーカから発生する消音音波は、騒音に対する逆位相同音圧の音波である。第1および第2フィルタは、周波数が高くなるにつれてその減衰量が小さくなる特性を有する。コントローラは、差圧センサからの出力信号と音波センサからの出力信号とに基づいて消音音波となる消音信号を生成し、その消音信号をスピーカに出力する。 A plurality of speakers attached to a speaker duct that encloses the periphery of the sound source pipe, a differential pressure sensor that is disposed in front of the speaker duct and attached to the sound source pipe and detects only noise from the sound source, and a differential pressure sensor A first filter for attenuating an output signal of noise detected by the sound according to the frequency, a sound wave sensor disposed in front of the speaker duct and detecting an interference sound wave between the noise from the sound source and the muffled sound wave generated from the speaker; There is an active silencer formed of a second filter that attenuates an output signal of an interfering sound wave detected by a sensor according to a frequency, and a controller to which each sensor, speaker, and each filter are connected (see Patent Document 1). . The muffled sound wave generated from the speaker is a sound wave having an antiphase sound pressure with respect to noise. The first and second filters have a characteristic that the attenuation decreases as the frequency increases. The controller generates a mute signal that becomes a mute sound wave based on the output signal from the differential pressure sensor and the output signal from the sound wave sensor, and outputs the mute signal to the speaker.
この能動的消音装置は、第1および第2フィルタからコントローラに出力される出力信号のレベルを人の聴感度が高くなる周波数領域で高くすることによって信号のSN比が改善され、聴感度の高い周波数領域で消音信号の出力レベルを高めることで消音を効果的に行うことができる。また、音波センサからの出力信号を人の聴感度が高くなる周波数領域で高くしてコントローラにフィードバックするから、差圧センサからの出力信号のみに基づく消音作用の不十分な点が補正され、消音効果を向上させることができる。
前記特許文献1に開示の能動的消音装置は、スピーカから騒音に対する逆位相同音圧の消音音波を音源パイプ内に発生させ、騒音と消音音波とを干渉させることで、音源パイプの騒音を打ち消すことはできるが、消音対象の音源パイプとは異なる他の音源パイプ内の音響環境を消音対象の音源パイプにおいて再現することはできず、消音対象の音源パイプにおける消音効果と他の音源パイプの消音効果とを一致させることはできない。したがって、他の音源パイプの良好な音響環境を消音対象の音源パイプに適用することはできず、消音対象の音源パイプ独自に良好な音響環境をあらたに設定する必要があり、そのための手間を要する。 The active silencer disclosed in Patent Document 1 generates a silenced sound wave having an antiphase sound pressure with respect to noise in a sound source pipe from a speaker, and cancels the noise of the sound source pipe by causing the noise and the silenced sound wave to interfere with each other. However, the sound environment in the other sound source pipe that is different from the sound source pipe to be muted cannot be reproduced in the sound source pipe to be muted. The effect cannot be matched. Therefore, the sound environment of other sound source pipes cannot be applied to the sound source pipe to be muffled, and it is necessary to set a new sound environment unique to the sound source pipe to be mute. .
本発明の目的は、消音対象の空間とは異なる他の空間の音響環境を消音対象の空間において再現することができ、他の空間の良好な音響環境を消音対象の空間に適用することができる能動的消音システムを提供することにある。 The object of the present invention is to reproduce the acoustic environment of another space different from the space to be silenced in the space to be silenced, and to apply a good acoustic environment of the other space to the space to be silenced. It is to provide an active silencing system.
前記課題を解決するための本発明の前提は、騒音源から所定寸法離間して配置された第1センサと、第1センサを挟んで騒音源から所定寸法離間して配置され、該騒音源から発生して所定の第1空間を伝播する第1音波と干渉する第2音波を該第1空間に発生する第2音波発生装置と、第2音波発生装置を挟んで第1センサから所定寸法離間して配置された第2センサと、第2音波となる干渉信号を生成し、生成した干渉信号を第2音波発生装置に出力する干渉信号生成装置とを備え、第1センサが、第1音波と第2音波との合成音波を検出し、検出した合成音波を第1信号として出力し、第2センサが、第1音波と第2音波との干渉によって生じた干渉音波を検出し、検出した干渉音波を第2信号として出力する能動的消音システムである。 The premise of the present invention for solving the above-mentioned problems is that the first sensor arranged at a predetermined distance from the noise source, the predetermined distance from the noise source across the first sensor, and the noise source A second sound wave generator that generates a second sound wave that interferes with a first sound wave that is generated and propagates in a predetermined first space, and a predetermined distance from the first sensor with the second sound wave generator interposed therebetween And a second interference sensor generating device that generates an interference signal to be a second sound wave and outputs the generated interference signal to the second sound wave generation device. The first sensor has a first sound wave. And the second synthesized sound wave is detected, the detected synthesized sound wave is output as a first signal, and the second sensor detects and detects the interfering sound wave generated by the interference between the first and second sound waves. An active silencing system that outputs interfering sound waves as a second signal.
前記前提における本発明の特徴は、能動的消音システムが、第1空間とは異なる所定の第2空間と、騒音源から所定寸法離間して第2空間に配置され、該騒音源から発生して該第2空間を伝播する第1音波を減音する消音器と、消音器を挟んで騒音源から所定寸法離間して配置され、該消音器によって減音された第1音波の減音音波を検出しつつ該減音音波を第3信号として出力する第3センサと、第2センサから第2信号を受信しつつ、第3センサから第3信号を受信し、第2信号から第3信号を除いた誤差信号を生成する第1減算装置とを含み、干渉信号生成装置が、第1センサから受信した第1信号と第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成することにある。 The feature of the present invention based on the above premise is that the active silencer system is disposed in the second space, which is separated from the noise source by a predetermined size, and is generated from the noise source. A silencer for reducing the first sound wave propagating in the second space, and a predetermined sound distance from the noise source with the silencer interposed therebetween, and the reduced sound wave of the first sound wave reduced by the silencer. A third sensor that outputs the sound-reduced sound wave as a third signal while detecting, a third signal received from the third sensor while receiving a second signal from the second sensor, and a third signal from the second signal A first subtractor that generates the removed error signal, and the interference signal generator generates an interference signal using the first signal received from the first sensor and the error signal received from the first subtractor. It is in.
本発明の一例としては、能動的消音システムが、第2音波発生装置から第1センサに達する第2音波を推定した擬似フィードバック信号を生成する擬似フィードバック信号生成フィルタと、第1センサから第1信号を受信しつつ、擬似フィードバック信号生成フィルタから擬似フィードバック信号を受信し、第1信号から擬似フィードバック信号を除いた第4信号を生成する第2減算装置とを含み、干渉信号生成装置が、第2減算装置から受信した第4信号と第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成する。 As an example of the present invention, the active silencing system includes a pseudo feedback signal generation filter that generates a pseudo feedback signal that estimates a second sound wave that reaches the first sensor from the second sound wave generator, and a first signal from the first sensor. And a second subtracting device that receives a pseudo feedback signal from the pseudo feedback signal generation filter and generates a fourth signal obtained by removing the pseudo feedback signal from the first signal. An interference signal is generated using the fourth signal received from the subtracting device and the error signal received from the first subtracting device.
本発明の他の一例として、干渉信号生成装置は、第2信号を最小にする干渉信号を生成するためのアダプティブデジタルフィルタと、第2減算装置から受信した誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタを更新する適応制御演算装置とから形成されている。 As another example of the present invention, an interference signal generation device updates an adaptive digital filter using an adaptive digital filter for generating an interference signal that minimizes the second signal and an error signal received from the second subtraction device. And an adaptive control arithmetic unit.
本発明の他の一例としては、干渉信号生成装置が、第2音波発生装置から第2センサまでの時系列伝達特性を模擬したデジタルフィルタを含み、適応制御演算装置が、デジタルフィルタにおける時系列伝達特性と第2減算装置から受信した誤差信号とからアダプティブデジタルフィルタを更新する。 As another example of the present invention, the interference signal generation device includes a digital filter that simulates a time-series transfer characteristic from the second sound wave generator to the second sensor, and the adaptive control arithmetic device transmits the time-series transmission in the digital filter. The adaptive digital filter is updated from the characteristics and the error signal received from the second subtractor.
本発明の他の一例としては、騒音源から第3センサまでの距離が、騒音源から第2センサまでの距離と略同一または騒音源から第2センサまでの距離よりも長い。 As another example of the present invention, the distance from the noise source to the third sensor is substantially the same as the distance from the noise source to the second sensor or longer than the distance from the noise source to the second sensor.
本発明の他の一例としては、騒音源から第3センサまでの距離が騒音源から第2センサまでの距離よりも短く、第3センサと第1減算装置との間には、騒音源から第3センサに減音音波が伝播するまでの時間遅延を補正する時間遅延補正装置が接続されている。 As another example of the present invention, the distance from the noise source to the third sensor is shorter than the distance from the noise source to the second sensor, and the distance from the noise source to the third sensor is between the third sensor and the first subtractor. A time delay correction device that corrects a time delay until the reduced sound wave propagates to the three sensors is connected.
本発明の他の一例としては、能動的消音システムにおけるサンプリング周波数が3kHz〜40kHzの範囲にある。 As another example of the present invention, the sampling frequency in the active silencing system is in the range of 3 kHz to 40 kHz.
本発明の他の一例として、能動的消音システムでは、それぞれ別個独立の複数の第1空間が存在する。 As another example of the present invention, in the active silencing system, there are a plurality of first spaces that are independent of each other.
本発明の他の一例としては、第1空間と第2空間とが空調ダクトの内部空間である。 As another example of the present invention, the first space and the second space are internal spaces of the air conditioning duct.
本発明に係る能動的消音システムによれば、第1減算装置が第2信号から第3信号を除いた誤差信号を生成し、干渉信号生成装置が第1センサから受信した第1信号と第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成するから、誤差信号に第2空間の第3センサから出力された第3信号が含まれることはなく、消音器によって減音された第2空間の減音音波を残存させつつ、第2センサから第2信号として出力された第1空間の干渉音波を第2音波によって打ち消すことができ、第2空間の音響環境を第1空間に再現することができる。この能動的消音システムは、消音器によって調整された第2空間の良好な音響環境を第1空間に適用することができるから、第1空間において独自に音響環境を設定する必要はなく、そのための手間を省くことができる。 According to the active silencing system of the present invention, the first subtracter generates an error signal obtained by removing the third signal from the second signal, and the interference signal generator receives the first signal received from the first sensor and the first signal. Since the interference signal is generated using the error signal received from the subtracting device, the error signal does not include the third signal output from the third sensor in the second space, and the second signal is reduced by the silencer. The sound waves in the first space can be canceled out by the second sound wave, which is output as the second signal from the second sensor, while the sound waves in the two spaces remain, and the acoustic environment of the second space is reproduced in the first space. can do. Since this active silencing system can apply the favorable acoustic environment of the second space adjusted by the silencer to the first space, it is not necessary to set the acoustic environment independently in the first space. Save time and effort.
擬似フィードバック信号生成フィルタが第2音波発生装置から第1センサに達する第2音波を推定した擬似フィードバック信号を生成し、第2減算装置が第1信号から擬似フィードバック信号を除いた第4信号を生成し、干渉信号生成装置が第2減算装置から受信した第4信号と第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成する能動的消音システムは、第2減算装置が合成信号から第2音波と推定し得る擬似フィードバック信号を除いた第4信号を生成し、その第4信号を干渉信号生成装置に出力するから、干渉信号生成装置に出力される第4信号に、第1センサに達する第2音波を推定した擬似フィードバック信号が含まれることはなく、第1センサにおけるハウリングを防ぐことができる。第2音波となる干渉信号を含む合成信号がそのまま干渉信号生成装置に出力されると、干渉信号を打ち消す音波を含んだ干渉信号が生成されてしまうが、この能動的消音システムでは、合成信号から擬似フィードバック信号を除いた第4信号が干渉信号生成装置に出力されるから、干渉信号にそれを打ち消す音波が含まれることを防ぐことができる。この能動的消音システムは、干渉信号生成装置が第2減算装置から受信した第4信号と第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成し、消音器によって減音された第2空間の減音音波を残存させつつ、第2センサから第2信号として出力された第1空間の干渉音波を第2音波によって打ち消すことができ、第2空間の音響環境を第1空間に再現することができる。 The pseudo feedback signal generation filter generates a pseudo feedback signal obtained by estimating the second sound wave reaching the first sensor from the second sound wave generator, and the second subtractor generates a fourth signal obtained by removing the pseudo feedback signal from the first signal. In the active silencing system in which the interference signal generating device generates the interference signal using the fourth signal received from the second subtracting device and the error signal received from the first subtracting device, the second subtracting device uses the synthesized signal. Since the fourth signal excluding the pseudo-feedback signal that can be estimated as the second sound wave is generated and the fourth signal is output to the interference signal generation device, the first signal is output to the fourth signal output to the interference signal generation device. The pseudo feedback signal that estimates the second sound wave that reaches is not included, and howling in the first sensor can be prevented. When the combined signal including the interference signal that becomes the second sound wave is output to the interference signal generation device as it is, an interference signal including a sound wave that cancels the interference signal is generated. In this active silencing system, Since the fourth signal excluding the pseudo feedback signal is output to the interference signal generation device, it is possible to prevent the interference signal from including a sound wave that cancels the interference signal. The active silencer system generates an interference signal using the fourth signal received from the second subtractor by the interference signal generator and the error signal received from the first subtractor, and the second signal is reduced by the silencer. The sound waves in the first space can be canceled out by the second sound wave, which is output as the second signal from the second sensor, while the sound waves in the two spaces remain, and the acoustic environment of the second space is reproduced in the first space. can do.
干渉信号生成装置がアダプティブデジタルフィルタと適応制御演算装置とから形成された能動的消音システムは、適応制御演算装置がアダプティブデジタルフィルタを更新しつつ、そのアダプティブデジタルフィルタによって干渉信号が生成されるから、第1空間における騒音の変化や目標信号の変化に追従しつつ、第2音波発生装置から発生する第2音波を利用することで、第2空間の減音音波を除いた干渉音波を確実に打ち消すことができる。この能動的消音システムは、消音器によって調整された第2空間の良好な音響環境を第1空間において確実に再現することができる。 In the active silencer system in which the interference signal generation device is formed of the adaptive digital filter and the adaptive control arithmetic device, the adaptive control arithmetic device updates the adaptive digital filter and the interference digital signal is generated by the adaptive digital filter. By using the second sound wave generated from the second sound wave generator while following the change in the noise and the target signal in the first space, the interfering sound wave except the reduced sound wave in the second space is surely canceled. be able to. This active silencer system can reliably reproduce the good acoustic environment of the second space adjusted by the silencer in the first space.
干渉信号生成装置がデジタルフィルタを含む能動的消音システムは、デジタルフィルタによって第2音波発生装置から第2センサまでの時系列伝達特性が利用されるから、適応制御演算装置が第2音波発生装置から第2センサまでの時系列伝達特性を考慮しつつ誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタを更新することができ、消音位置となる第2センサの位置において、第2空間の減音音波を除いた第1空間の干渉音波を確実に打ち消すことができる。この能動的消音システムは、消音器によって調整された第2空間の良好な音響環境を第1空間において確実に再現することができる。 In the active silencing system in which the interference signal generation device includes a digital filter, the time series transfer characteristic from the second sound wave generation device to the second sensor is used by the digital filter, so that the adaptive control arithmetic device is moved from the second sound wave generation device. The adaptive digital filter can be updated using the error signal in consideration of the time-series transfer characteristics up to the second sensor, and the second sound sensor can remove the sound-reduced sound wave in the second space at the position of the second sensor that is the mute position. The interference sound wave in one space can be canceled out reliably. This active silencer system can reliably reproduce the good acoustic environment of the second space adjusted by the silencer in the first space.
騒音源から第3センサまでの距離が騒音源から第2センサまでの距離と略同一または騒音源から第2センサまでの距離よりも長い能動的消音システムは、第2センサから出力される第2信号と第3センサから出力される第3信号との間の因果性を保持することができるから、第2空間の減音音波を残存させつつ、第2センサから第2信号として出力された第1空間の干渉音波を第2音波によって確実に打ち消すことができ、消音器によって調整された第2空間の良好な音響環境を第1空間において確実に再現することができる。 An active silencing system in which the distance from the noise source to the third sensor is substantially the same as the distance from the noise source to the second sensor or longer than the distance from the noise source to the second sensor is output from the second sensor. Since the causality between the signal and the third signal output from the third sensor can be maintained, the second sensor outputs the second signal as the second signal while leaving the sound-reduced sound wave in the second space. The interference sound wave in one space can be canceled by the second sound wave reliably, and the good acoustic environment of the second space adjusted by the silencer can be reliably reproduced in the first space.
騒音源から第3センサまでの距離が騒音源から第2センサまでの距離よりも短く、騒音源から第3センサに減音音波が伝播するまでの時間遅延を補正する時間遅延補正装置が第3センサと第1減算装置との間に接続された能動的消音システムは、時間遅延補正装置によって騒音源から第3センサに減音音波が伝播するまでの時間遅延が補正され、騒音源から第2センサに第1音波が伝播するまでの時間と騒音源から第3センサに減音音波が伝播するまでの時間とを一致させることができ、第2センサから出力される第2信号と第3センサから出力される第3信号との間の因果性を保持することができる。この能動的消音システムは、第3センサの減音音波を残存させつつ、第2センサから第2信号として出力された第1空間の干渉音波を第2音波によって確実に打ち消すことができ、消音器によって調整された第2空間内の良好な音響環境を第1空間において確実に再現することができる。この能動的消音システムは、第2空間の長さ寸法が第1空間のそれよりも短く、騒音源から第2センサまでの距離よりも短い位置に第3センサを設置しなければならない場合に有効である。 A time delay correction device that corrects a time delay until the sound-reduced sound wave propagates from the noise source to the third sensor is shorter than the distance from the noise source to the third sensor. In the active silencing system connected between the sensor and the first subtracting device, the time delay until the reduced sound wave is propagated from the noise source to the third sensor is corrected by the time delay correcting device, and the second sound source from the noise source is corrected. The time until the first sound wave propagates to the sensor can coincide with the time until the reduced sound wave propagates from the noise source to the third sensor, and the second signal output from the second sensor and the third sensor The causality between the third signal output from the first signal and the third signal can be maintained. This active silencing system can reliably cancel the interfering sound wave of the first space output as the second signal from the second sensor by the second sound wave while leaving the sound-reduced sound wave of the third sensor. It is possible to reliably reproduce a good acoustic environment in the second space adjusted by the first space. This active silencing system is effective when the length of the second space is shorter than that of the first space and the third sensor must be installed at a position shorter than the distance from the noise source to the second sensor. It is.
サンプリング周波数が3kHz〜40kHzの範囲にある能動的消音システムは、システムが単位時間内に前記周波数でサンプリングするから、第2音波を消音したい音波の逆位相同音圧の音波に限りなく近づけることができ、第2音波発生装置から発生する第2音波を利用することで、第2空間の減音音波を除いた第1空間の干渉音波を確実に打ち消すことができる。 An active silencing system whose sampling frequency is in the range of 3 kHz to 40 kHz can be as close as possible to the sound wave of the opposite phase and the same sound pressure of the sound wave that the second sound wave is to be silenced because the system samples at that frequency within a unit time. In addition, by using the second sound wave generated from the second sound wave generator, the interference sound wave in the first space excluding the sound-reduced sound wave in the second space can be surely canceled.
別個独立の複数の第1空間が存在する能動的消音システムは、消音器によって調整された第2空間の良好な音響環境をそれら第1空間それぞれに再現することができ、第2空間の音響環境をそれら第1空間すべてに適用することができる。 An active silencing system in which a plurality of first independent spaces exist can reproduce a good acoustic environment of the second space adjusted by the silencer in each of the first spaces, and the acoustic environment of the second space. Can be applied to all of these first spaces.
添付の図面を参照し、本発明に係る能動的消音システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。図1は、一例として示す能動的消音システム10Aの構成図であり、図2は、応答特性を説明する図である。図1では、長手方向を矢印Xで示し、幅方向を矢印Yで示す。このシステム10Aは、第1空調ダクト11および第2空調ダクト12と、参照マイクロフォン13(第1センサ)および誤差マイクロフォン14(第2センサ)と、消音用スピーカ15(第2音波発生装置)と、消音器16と、目標マイクロフォン17(第3センサ)と、コントローラ18とから構成されている。参照マイクロフォン13や誤差マイクロフォン14、消音用スピーカ15、目標マイクロフォン17は、インターフェイスを介してコントローラ18に接続されている。なお、このシステム10Aにおけるサンプリング周波数は、3kHz〜40kHzの範囲、好ましくは、10kHz〜40kHzの範囲にある。
The active silencing system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an active silencing
第1空調ダクト11と第2空調ダクト12とは、互いに並行して長手方向へ延びている。それらダクト11,12は、その外形形状と幅方向の径とが略同一であり、単位長さ当たりの内部空間の容積が略同一である。ただし、それらダクト11,12は例示に過ぎず、ダクトの外形形状や幅方向の径が同一である必要はなく、さらに、単位長さ当たりの内部空間の容積が同一である必要はない。また、ダクトが並行して存在する必要はない。したがって、第1空調ダクト11と第2空調ダクト12とでそれぞれ異なる外形形状のそれらを使用することもでき、単位長さ当たりの内部空間の容積が異なるそれらを使用することもできる。第1および第2空調ダクト11,12が互いに交差して延びていてもよい。第1および第2空調ダクト11,12では、同一の騒音源19から発生する第1音波(騒音)が長手方向へ伝播する。
The first
参照マイクロフォン13は、第1空調ダクト11の内部空間20(第1空間)に配置され、騒音源19から長手方向へ所定寸法離間した位置に設置されている。参照マイクロフォン13には、それが検出した音波を増幅するアンプ21が接続されている。コントローラ18とアンプ21との間には、図示はしていないが、A/D変換装置が接続されている。参照マイクロフォン13は、騒音源19から発生してダクト11の内部空間20を伝播するアナログの第1音波と消音用スピーカ15から発生する後記するアナログの第2音波との合成音波を検出し、検出した合成音波をアンプ21に出力する。ただし、システム10Aの起動時では、参照マイクロフォン13は第1音波のみを検出する。合成音波は、アンプ21において増幅された後、A/D変換装置においてデジタルの第1入力信号(第1信号)に変換される。第1入力信号は、A/D変換装置からコントローラ18に出力される。
The
消音用スピーカ15は、第1空調ダクト11の内部空間20に配置され、参照マイクロフォン13を挟んで騒音源19から長手方向へ所定寸法離間した位置に設置されている。消音用スピーカ15は、第1音波と干渉する第2音波をダクト11の内部空間20に発生する。消音用スピーカ15には、第2音波を増幅するアンプ22が接続されている。コントローラ18とアンプ22との間には、図示はしていないが、D/A変換装置が接続されている。
The
誤差マイクロフォン14は、第1空調ダクト11の内部空間20に配置され、消音用スピーカ15を挟んで参照マイクロフォン13から長手方向へ所定寸法離間した位置に設置されている。誤差マイクロフォン14には、検出した音波を増幅するアンプ23が接続されている。コントローラ18とアンプ23との間には、図示はしていないが、A/D変換装置が接続されている。誤差マイクロフォン14は、第1音波と第2音波との干渉によって生じた干渉音波(誤差音波)を検出し、検出した干渉音波をアンプ23に出力する。ただし、システム10Aの起動時では、誤差マイクロフォン14は第1音波のみを検出する。干渉音波は、アンプ23において増幅された後、A/D変換装置においてデジタルの第2入力信号(第2信号)に変換される。第2入力信号は、A/D変換装置からコントローラ18に出力される。
The
消音器16は、第2空調ダクト12の内部空間24(第2空間)に配置され、騒音源19と目標マイクロフォン17との間の略中間位置に設置されている。消音器16は、騒音源19から発生してダクト12の内部空間24を伝播する第1音波を減音する。第1音波は、消音器16によって減音されて減音音波になる。減音音波は、消音器16から目標マイクロフォン17に向かって長手方向へ伝播する。消音器16には、消音サイレンサーが使用されている。消音サイレンサーとしては、吸音材の間に空気を通過させることで、中高音域の騒音を減音する吸音型、または、内部における共鳴の設計によって特定の周波数の騒音を減音する膨張型の少なくとも一方を使用することができる。また、消音器16には、消音サイレンサーの他に、内部を吸音材で被覆した消音チャンバーやダクトの角部に取り付けられる直角消音エルボを使用することもできる。なお、ダクト12の騒音源19と目標マイクロフォン17との間にそれら消音器16の複数を取り付けることもできる。
The
目標マイクロフォン17は、第2空調ダクト12の内部空間24に配置され、消音器16を挟んで騒音源19から長手方向へ所定寸法離間した位置に設置されている。目標マイクロフォン17には、検出した音波を増幅するアンプ25が接続されている。コントローラ18とアンプ25との間には、図示はしていないが、A/D変換装置が接続されている。目標マイクロフォン17は、第1音波が消音器16によって減音された後の減音音波を検出し、検出した減音音波をアンプ25に出力する。減音音波は、アンプ25において増幅された後、A/D変換装置においてデジタルの第3入力信号(第3信号)に変換される。第3入力信号は、A/D変換装置からコントローラ18に出力される。騒音源19から目標マイクロフォン17までの距離M1は、騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離M2と略同一である。なお、騒音源19から目標マイクロフォン17までの距離M1が騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離M2より長くてもよい。
The
コントローラ18は、擬似フィードバック信号生成フィルタ26と第1減算装置27と干渉信号生成装置28と第2減算装置29とを備え、図示はしていないが、フィルタ26やそれら装置27,28,29に各種手段を実行させる中央処理部と各種複数のデータを格納するメモリとを有する。コントローラ18には、畳み込み演算を高速に処理するDSP(Digital Signal Processor)が使用されているが、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)を使用することもできる。
The
コントローラ18は、フィルタ26やそれら装置27,28,29を介して所定の干渉信号を生成し、消音用スピーカ15を介して第2音波をダクト11の内部空間20に発生させる。コントローラ18は、第2音波から減音音波を除いた残余の音波を(0)とするための干渉音波と第2音波とを干渉させることで、干渉音波と減音音波とを同一にする。残余の音波を打ち消す。コントローラ18には、図示はしていないが、キーボードやマウス等の入力装置、ディスプレイやプリンタ等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。
The
メモリの内部アドレスファイルには、中央処理部を介してフィルタ26や各装置27,28,29にこのシステム10Aの各手段を実行させるためのアプリケーションが格納されている。コントローラ18の中央処理部は、メモリに記憶されたオペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリからアプリケーションを起動し、起動したアプリケーションに従って、以下の各手段を実行する。中央処理部は、干渉信号生成装置28にデジタルの干渉信号を生成させ(干渉信号生成手段)、擬似フィードバック信号生成フィルタ26にデジタルの擬似フィードバック信号を生成させる(擬似フィードバック信号生成手段)。
The internal address file of the memory stores an application for causing the
コントローラ18の中央処理部は、干渉信号を干渉信号生成装置28から消音用スピーカ15に出力させ(干渉信号出力手段)、擬似フィードバック信号を擬似フィードバック信号生成フィルタ26から第2減算装置29に出力させる(擬似フィードバック信号出力手段)。干渉信号とは、騒音源19から発生してダクト11の空間内部20を伝播する第1音波(騒音)と消音用スピーカ15が発生する第2音波との干渉音波のうち、目標マイクロフォン17からの減音音波を除いた残余の音波と逆位相同音圧の第2音波となる信号である。擬似フィードバック信号とは、消音用スピーカ15から参照マイクロフォン13に達する第2音波と推定(同一視)し得る信号である。
The central processing unit of the
コントローラ18の中央処理部は、第2減算装置29に第1入力信号から擬似フィードバック信号を減算させて第4入力信号(第4信号)を生成させ(第4信号生成手段)、第4入力信号を第2減算装置29から干渉信号生成装置28に出力させる(第4信号出力手段)。中央処理部は、第1減算装置27に第2入力信号から第3入力信号を減算させて誤差信号を生成させ(誤差信号生成手段)、誤差信号を第1減算装置27から干渉信号生成装置28に出力させる(誤差信号出力手段)。
The central processing unit of the
擬似フィードバック信号生成フィルタ26は、消音用スピーカ15から参照マイクロフォン13までの時系列伝達特性(Hr)を模擬する。フィルタ26は、あらかじめ推定した消音用スピーカ15と参照マイクロフォン13との間の時系列伝達特性(Hr)(インパルス応答)を反映させた状態で第2減算装置29が第1入力信号から擬似フィードバック信号を減算し得るように、第2減算装置29に対してフィードフォワード制御を実行する。時系列伝達特性55は、図2に示すように、音源50から発生した音波51(パルス)が伝送経路52を伝播して受音点53に達したときのその受音点53における応答特性である。すなわち、時系列伝達特性(Hr)は、消音用スピーカ15から発生した第2音波がダクト11の内部空間20を伝播して参照マイクロフォン13に達したときのそのマイクロフォン13の位置における第2音波の応答特性を示している。
The pseudo feedback
干渉信号生成装置28は、デジタルフィルタ30と、アダプティブデジタルフィルタ31(適応デジタルフィルタ)と、アダプティブデジタルフィルタ31を更新する適応制御演算装置32(Filterd−XLMSアルゴリズム)とから形成されている。デジタルフィルタ30は、消音用スピーカ15から誤差マイクロフォン14までの時系列伝達特性(C)を模擬する。フィルタ30は、あらかじめ推定した消音用スピーカ15と誤差マイクロフォン14との間の時系列伝達特性(C)(インパルス応答)を反映させた状態で適応制御演算装置32がアダプティブデジタルフィルタ31を更新し得るように、適応制御演算装置32に対してフィードフォワード制御を実行する。時系列伝達特性(C)は、消音用スピーカ15から発生した第2音波がダクト11の内部空間20を伝播して誤差マイクロフォン14に達したときのそのマイクロフォン14の位置における第2音波の応答特性を示している。
The interference
干渉信号生成装置28は、アダプティブデジタルフィルタ31を適応制御アルゴリズムに基づいて更新する。アダプティブデジタルフィルタ31は、ダクト11の内部空間20の環境の変化に応じ、誤差マイクロフォン14が検出する干渉音波の特性と目標マイクロフォン17が検出する減音音波の特性とを等しくするための干渉音波(誤差信号を最小にする信号)を生成する。
The interference
図1のシステム10Aの消音過程の一例を説明すると、以下のとおりである。空調機(図示せず)が始動すると、空調機の騒音源19から第1および第2空調ダクト11,12の内部空間20,24に第1音波(騒音)が伝播する。システム10Aを起動させると、コントローラ18は、メモリに格納されたアプリケーションに従って、フィルタ26や各装置27,28,29に各種手段を実行させる。第1音波は、矢印fで示すように、第1空調ダクト11の内部空間20を伝播しつつ、参照マイクロフォン13に達した後、消音用スピーカ15を通り、誤差マイクロフォン14に達する。また、第2空調ダクト12の内部空間24を伝播しつつ、消音器16に進入し、消音器16において減音されて減音音波となる。減音音波は、目標マイクロフォン17に達する。
An example of the silencing process of the
システム10Aの起動時では、消音用スピーカ15から第2音波が発生しておらず、参照マイクロフォン13に検出された第1音波(騒音)がダクト11の内部空間20を伝播してそのまま誤差マイクロフォン14に達し、第1音波がマイクロフォン14に検出される。第1音波を検出した参照マイクロフォン13は、第1音波をアンプ21に出力する。アンプ21は、第1音波を増幅した後、その第1音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、第1音波をデジタルの第1入力信号に変換し、その第1入力信号を第2減算装置29に出力する。第1音波を検出した誤差マイクロフォン14は、第1音波をアンプ23に出力する。アンプ23は、第1音波を増幅した後、その第1音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、第1音波をデジタルの第2入力信号に変換し、その第2入力信号を第1減算装置27に出力する。減音音波を検出した目標マイクロフォン17は、減音音波をアンプ25に出力する。アンプ25は、減音音波を増幅した後、その減音音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、減音音波をデジタルの第3入力信号に変換し、その第3入力信号を第1減算装置27に出力する。
At the time of activation of the
システム10Aの起動時では擬似フィードバック信号生成フィルタ26において擬似フィードバック信号は生成されていないから、擬似フィードバック信号生成フィルタ26から出力される擬似フィードバック信号の出力信号は(0)である。システム10Aの起動時において第2減算装置29は、第1入力信号から擬似フィードバック信号(0)を減算して第4入力信号(第1入力信号と同一の値の信号)を生成し(第4信号生成手段)、その第4入力信号を干渉信号生成装置28に出力する(第4信号出力手段)。
Since the pseudo feedback signal is not generated in the pseudo feedback
システム10Aの起動時において第1減算装置27は、第1音波を表す第2入力信号から第3入力信号を減算して誤差信号を算出し(誤差信号生成手段)、その誤差信号を干渉信号生成装置28に出力する(誤差信号出力手段)。システム10Aの起動時では、第2入力信号と第3入力信号との差分である誤差信号の値は最大となっている。干渉信号生成装置28を形成するデジタルフィルタ30は、あらかじめ推定した消音用スピーカ15から誤差マイクロフォン14までの応答特性を模擬した時系列伝達特性(C)を使用し、第4入力信号にその時系列伝達特性(C)を畳み込み演算し、その結果を干渉信号生成装置28を形成する適応制御演算装置32に出力する。
When the
適応制御演算装置32は、二次経路の時系列伝達特性を考慮しつつ、誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタ31を更新する。具体的に適応制御演算装置は、Δアダプティブデジタルフィルタ(ΔADF)をサンプリング周波数(3kHz〜40kHz)に合わせて所定の時間間隔で時系列に生成し、Δアダプティブデジタルフィルタを現在のアダプティブデジタルフィルタ(ADF)に加算することで現在から未来に向かってアダプティブデジタルフィルタを更新する。
The adaptive control
干渉信号生成装置28は、第2減算装置29から出力された第4入力信号にアダプティブデジタルフィルタ31を畳み込み演算し、第2入力信号を最小にする干渉信号を時系列に生成する(干渉信号生成手段)。干渉信号生成装置28は、生成した干渉信号を擬似フィードバック信号生成フィルタ26とD/A変換装置とに出力する(干渉信号出力手段)。D/A変換装置は、デジタルの干渉信号をアナログの第2音波に変換し、その第2音波をアンプ22に出力する。アンプ22は、第2音波を増幅し、増幅した第2音波を消音用スピーカ15に出力する。
The
消音用スピーカ15は、第2音波をダクト11の内部空間20に発生させる。第2音波は、スピーカ15から参照マイクロフォン13に向かってダクト11の内部空間20を伝播するとともに、スピーカ15から誤差マイクロフォン14に向かって内部空間20を伝播する。第2音波は、第1音波と干渉しながら誤差マイクロフォン14に向かい、第1音波のうちの第2空調ダクト12の消音器16で減衰された周波数帯の音波と干渉し、当該帯域の音波を打ち消す。ただし、第2音波には、第2空調ダクト12の消音器16で減衰されない周波数帯の音波は含まれないから、当該帯域の音波を打ち消すことはなく、第2空調ダクト12の減音音波が持つ特性と同一の特性を持つ音波が第1空調ダクト11の内部空間20に残存する。システム10Aを継続稼動すると、誤差信号が次第に小さくなり、最後に誤差信号のレベルが(0)になって誤差が消滅する。誤差の消滅は、消音器16で減衰された周波数帯の音波を打ち消した状態を表す。
The
システム10Aの稼動中では、参照マイクロフォン13に向かう第2音波が第1音波と合成され、それらの合成音波が参照マイクロフォン13に検出される。また、誤差マイクロフォン14に向かう第2音波がマイクロフォン14の位置において第1音波と干渉し、それらの干渉音波が誤差マイクロフォン14に検出される。合成音波は、アンプ21で増幅された後、A/D変換装置でデジタルの第1入力信号に変換されて第2減算装置29に出力される。
During the operation of the system 10 </ b> A, the second sound wave toward the
擬似フィードバック信号生成フィルタ26は、あらかじめ推定した消音用スピーカ15から参照マイクロフォン13までの伝送経路(三次経路)を模擬した時系列伝達特性(Hr)を使用し、干渉信号にその時系列伝達特性(Hr)を畳み込み演算し、擬似フィードバック信号を生成する(擬似フィードバック信号生成手段)。擬似フィードバック信号生成フィルタ26は、生成した擬似フィードバック信号を第2減算装置29に出力する(擬似フィードバック信号出力手段)。第2減算装置29は、合成信号から干渉信号と推定し得る擬似フィードバック信号を減算して第4入力信号を生成し(第4信号生成手段)、その第4入力信号を干渉信号生成装置28に出力する(第4信号出力手段)。
The pseudo feedback
システム10Aの稼動中において干渉音波を検出した誤差マイクロフォン14は、干渉音波をアンプ23に出力する。アンプ23は、干渉音波を増幅した後、その干渉音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、干渉音波を第2入力信号に変換し、その第2入力信号を第1減算装置27に出力する。第1減算装置27は、干渉音波を表す第2入力信号から第3入力信号を減算して誤差信号を算出し(誤差信号生成手段)、その誤差信号を干渉信号生成装置28に出力する(誤差信号出力手段)。このとき、第2入力信号と第3入力信号との差分である誤差信号の出力レベルはシステム10Aの起動時よりも小さくなっている。
The
干渉信号生成装置28では、適応制御演算装置32が二次経路の時間遅延と伝送周波数特性とを考慮しつつ、誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタ31を更新する。干渉信号生成装置28は、第2減算装置27から出力された第4入力信号にアダプティブデジタルフィルタ31を畳み込み演算し、第2入力信号を最小にする干渉信号を生成する(干渉信号生成手段)。干渉信号生成装置28は、生成した干渉信号を擬似フィードバック信号生成フィルタ26とD/A変換装置とに出力する(干渉信号出力手段)。D/A変換装置は、デジタルの干渉信号をアナログの第2音波に変換し、その第2音波をアンプ22に出力する。アンプ22は、第2音波を増幅した後、その第2音波を消音用スピーカ15に出力する。消音用スピーカ15は、第2音波をダクト11の内部空間20に発生させる。
In the interference
図3は、このシステム10Aによる消音効果(実験結果)の一例を示す図であり、図4は、消音効果の他の一例を示す図である。それら図では、システム10AのOFFにおける第1空調ダクト11の内部空間20の周波数特性を一点鎖線L1で示し、システム10AのONにおけるダクト11の内部空間20の周波数特性を実線L2で示すとともに、第2空調ダクト12の内部空間24の周波数特性を一点鎖線L3で示す。それら図において縦軸には音圧レベルが表示され、横軸には周波数が表示されている。システム10Aでは、ディスプレイを介してそれら図に示す各ダクト11,12の内部空間20,24の周波数特性を時系列にモニタリングすることができ、モニタリングした周波数特性をプリンタを介して出力することができる。また、モニタリングした周波数特性をメモリに時系列に格納することができる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the silencing effect (experimental result) by this
図3では、外形形状と幅方向の径とが略同一、かつ、単位長さ当たりの内部空間の容積が略同一の空調ダクト11,12を使用した場合のシステム10Aにおける消音効果を示す。第2空調ダクト12の内部空間24では、図3に点線L3で示すように、消音器16によって350(Hz)〜550(Hz)の周波数帯の音が減音されている。システム10AのOFFにおける第1空調ダクト11の内部空間20では、図3に一点鎖線L1で示すように、350(Hz)〜550(Hz)の周波数帯の音圧レベルに変化はない。なお、その他の周波数帯の音圧レベルの変化は、第1および第2空調ダクト11,12において略同一である。
FIG. 3 shows a silencing effect in the system 10 </ b> A when the air-
システム10AをONすると、図3に実線L2で示すように、第1空調ダクト11の内部空間20において350(Hz)〜550(Hz)の周波数帯の音が減音され、第2空調ダクト12の内部空間24の周波数特性に第1空調ダクト11の内部空間20の周波数特性が近似した。図3に示すように、このシステム10Aを利用することで、第2空調ダクト12の内部空間24の音響環境を第1空調ダクト11の内部空間20に再現することができた。
When the
図4では、図3とは異なる消音器を使用した場合のシステム10Aにおける消音効果を示す。その他の条件は、図3のそれと同一である。第2空調ダクト11の内部空間24では、図4に点線L3で示すように、消音器16によって150(Hz)〜160(Hz)の周波数帯の音が減音され、250(Hz)〜310(Hz)の周波数帯の音が減音されているとともに、360(Hz)〜690(Hz)の周波数帯の音が減音されている。さらに、790(Hz)〜870(Hz)の周波数帯の音が減音されている。システム10AのOFFにおける第1空調ダクト11の内部空間20では、図4に一点鎖線L1で示すように、それら周波数帯の音圧レベルに変化はない。
FIG. 4 shows a silencing effect in the
システム10AをONすると、図4に実線L2で示すように、第1空調ダクト11の内部空間20においてそれら周波数帯の音が減音され、第2空調ダクト12の内部空間24の周波数特性に第1空調ダクト11の内部空間20の周波数特性が近似した。図4に示すように、このシステム10Aを利用することで、第2空調ダクト12の内部空間24の音響環境を第1空調ダクト11の内部空間20に再現することができた。
When the
この能動的消音システム10Aは、第1減算装置27が第2入力信号から第3入力信号を除いた誤差信号を生成し、干渉信号生成装置28が第2減算装置29から受信した第4入力信号と第1減算装置27から受信した誤差信号とを用いて干渉信号を生成するから、誤差信号に第2空調ダクト11の消音器16で減衰されない周波数帯の信号が含まれることはなく、当該周波数帯の音波を第1空調ダクト12内に残存させつつ、誤差信号が第2空調ダクト11の消音器16で減衰される周波数帯の信号を含むことで、当該周波数帯の音波を第1空調ダクト11内において打ち消すことができる。ゆえに、このシステム10Aは、第2空調ダクト12の内部空間20の音響環境を第1空調ダクト11の内部空間24に再現することができる。
In this active silencing
この能動的消音システム10Aは、消音器16によって調整された第2空調ダクト12の内部空間24の良好な音響環境を第1空調ダクト11の内部空間20に適用することができるから、第1空調ダクト11において独自に音響環境を設定する必要はなく、そのための手間を省くことができる。このシステム10Aは、第2減算装置29が合成信号から第2音波と推定し得る擬似フィードバック信号を除いた第4信号を生成し、その第4信号を干渉信号生成装置28に出力するから、干渉信号生成装置28に出力される第4信号に擬似フィードバック信号が含まれることはなく、参照マイクロフォン13におけるハウリングを防ぐことができる。
This active silencing system 10 </ b> A can apply the good acoustic environment of the
このシステム10Aは、デジタルフィルタ30によって消音用スピーカ15から誤差マイクロフォン14に第2音波までの時系列伝達特性が利用されるから、適応制御演算装置32が消音用スピーカ15から誤差マイクロフォン14までの二次経路の時系列伝達特性を考慮しつつ誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタ31を更新することができ、第1空調ダクト11の内部空間20における騒音の変化や目標信号の変化に追従しつつ、消音位置となる誤差マイクロフォン14の位置において干渉音波を確実に打ち消すことができる。システム10Aは、そのサンプリング周波数が3kHz〜40kHzの範囲にあるから、第2音波を干渉音波の逆位相同音圧の音波に限りなく近づけることができ、第2音波を使用して干渉音波を確実に打ち消すことができる。
In this
このシステム10Aは、騒音源19から目標マイクロフォン17までの距離が騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離と略同一であるから、誤差マイクロフォン14から出力される第2入力信号と目標マイクロフォン17から出力される第3入力信号との間の因果性を保持することができ、第2空調ダクト11の内部空間20の減音音波を残存させつつ、誤差マイクロフォン14から第2入力信号として出力された第1空調ダクト11の内部空間20の干渉音波を第2音波によって確実に打ち消すことができる。
In this
図5は、他の一例として示す能動的消音システム10Bの構成図である。図5に示すシステム10Bが図1のそれと異なるのは、第1空調ダクト11が2つ存在する点にある。なお、それら空調ダクト11,12は図1に示す空調ダクト11,12と同一であり、それら空調ダクト11,12に設置されたマイクロフォン13,14,17やスピーカ15、消音器16は図1に示す空調ダクト11,12に設置されたそれらと同一である。また、コントローラ18の構成は図1に示すコントローラ18のそれらと同一である。ゆえに、図1のシステム10Aと同一の符号を付すことで、このシステム10Bにおけるダクト11,12やマイクロフォン13,14,17、スピーカ15、消音器16、コントローラ18の説明は省略する。
FIG. 5 is a configuration diagram of an active silencing
図5では、2つの第1空調ダクト11を図示しているが、ダクト11の数を2つに限定するものではなく、2つを超えるダクト11が存在してもよく、それらダクト11にこのシステム10Bを利用することもできる。なお、このシステム10Bにおける消音過程は図1のシステム10Aのそれと同一であるから、図1のシステム10Aの消音過程を援用し、このシステム10Bにおける消音過程の説明は省略する。このシステム10Bにおけるサンプリング周波数は、図1のシステム10Aのそれと同一である。また、騒音源19から目標マイクロフォン17までの距離M1は、騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離M2と略同一である。
Although two first
図5に示すシステム10Bは、図1に示すシステム10Aの効果に加え、消音器16によって調整された第2空調ダクト12の内部空間24の良好な音響環境をそれら第1空調ダクト11の内部空間24それぞれに再現することができ、第2空調ダクト12の内部空間20の音響環境をそれら第1空調ダクト11すべてに適用することができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the
図6は、他の一例として示す能動的消音システム10Cの構成図である。図6に示すシステム10Cが図1のそれと異なるのは、騒音源19から目標マイクロフォン17までの距離M1が騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離M2よりも短く、騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間遅延を補正する時間遅延補正装置33がマイクロフォン14と第1減算装置27との間に接続されている点にあり、その他の構成は図1のシステム10Aのそれらと同一であるから、図1のシステム10Aと同一の符号を付すことで、このシステム10Cにおけるその他の構成の説明は省略する。
FIG. 6 is a configuration diagram of an active silencing
このシステム10Cでは、マイクロフォン14と第1減算装置27との間に時間遅延補正装置33が介在している。時間遅延補正装置33は、騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間遅延を補正する。なお、時間遅延補正装置33と第1減算装置27との間には、図示はしていないが、A/D変換装置が接続されている。このシステム10Bにおけるサンプリング周波数は、図1のシステム10Aのそれと同一である。
In this system 10 </ b> C, a time
このシステム10Cにおける消音過程の一例を説明すると、以下のとおりである。システム10Cの起動時では、消音用スピーカ15から第2音波が発生しておらず、参照マイクロフォン13に検出された第1音波(騒音)がダクト11の内部空間20を伝播してそのまま誤差マイクロフォン14に達し、第1音波がマイクロフォン14に検出される。第1音波を検出した参照マイクロフォン13は、第1音波をアンプ21に出力する。アンプ21は、第1音波を増幅した後、その第1音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、第1音波をデジタルの第1入力信号に変換し、その第1入力信号を第2減算装置29に出力する。第1音波を検出した誤差マイクロフォン14は、第1音波をアンプ23に出力する。アンプ23は、第1音波を増幅した後、その第1音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、第1音波をデジタルの第2入力信号に変換し、その第2入力信号を第1減算装置27に出力する。減音音波を検出した目標マイクロフォン17は、減音音波をアンプ25に出力する。アンプ25は、減音音波を増幅した後、その減音音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、減音音波をデジタルの第3入力信号に変換し、その第3入力信号を第1減算装置27に出力する。
An example of the silencing process in the
システム10Cの起動時では擬似フィードバック信号生成フィルタ26において擬似フィードバック信号は生成されていないから、擬似フィードバック信号生成フィルタ26から出力される擬似フィードバック信号の出力信号は(0)である。システム10Cの起動時において第2減算装置29は、第1入力信号から擬似フィードバック信号(0)を減算して第4入力信号(第1入力信号と同一の値の信号)を生成し(第4信号生成手段)、その第4入力信号を干渉信号生成装置28に出力する(第4信号出力手段)。
Since the pseudo feedback signal is not generated in the pseudo feedback
第1音波を検出した誤差マイクロフォン14は、第1音波をアンプ23に出力する。アンプ23は、第1音波を増幅した後、その第1音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、第1音波を第2入力信号に変換した後、その第2入力信号を第1減算装置27に出力する。減音音波を検出した目標マイクロフォン17は、減音音波をアンプ25に出力する。アンプ25は、減音音波を増幅した後、その減音音波を時間遅延補正装置33に出力する。時間遅延補正装置33は、騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間遅延を補正する。具体的には、騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間と騒音源19から誤差マイクロフォン14に第1音波が伝播するまでの時間とを一致させる。時間遅延補正装置33は、時間遅延を補正した減音音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、減音音波を第3入力信号に変換した後、その第3入力信号を第1減算装置27に出力する。システム10Cの起動時において第1減算装置27は、第2入力信号から第3入力信号を減算して誤差信号を算出し(誤差信号生成手段)、その誤差信号を干渉信号生成装置28に出力する(誤差信号出力手段)。
The
干渉信号生成装置28を形成するデジタルフィルタ30は、あらかじめ推定した消音用スピーカ15から誤差マイクロフォン14までの伝送経路の応答特性を模擬した時系列伝達特性(C)を使用し、第4入力信号にその時系列伝達特性(C)を畳み込み演算し、その結果を干渉信号生成装置28を形成する適応制御演算装置32に出力する。適応制御演算装置32は、二次経路の時系列伝達特性を考慮しつつ、誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタ31を更新する。
The
干渉信号生成装置28は、第2減算装置29から出力された第4入力信号にアダプティブデジタルフィルタ31を畳み込み演算し、第2入力信号を最小にする干渉信号を生成する(干渉信号生成手段)。干渉信号生成装置28は、生成した干渉信号を擬似フィードバック信号生成フィルタ26とD/A変換装置とに出力する(干渉信号出力手段)。D/A変換装置は、デジタルの干渉信号をアナログの第2音波に変換し、その第2音波をアンプ22に出力する。アンプ22は、第2音波を増幅した後、その第2音波を消音用スピーカ15に出力する。
The interference
消音用スピーカ15は、第2音波をダクト11の内部空間20に発生させる。第2音波は、スピーカ15から参照マイクロフォン13に向かってダクト11の内部空間20を伝播するとともに、スピーカ15から誤差マイクロフォン14に向かって内部空間20を伝播する。第2音波は、第1音波と干渉しながら誤差マイクロフォン14に向かい、第1音波のうちの第2空調ダクト12の消音器16で減衰された周波数帯の音波と干渉し、当該帯域の音波を打ち消す。ただし、第2音波には、第2空調ダクト12の消音器16で減衰されない周波数帯の音波は含まれないから、当該帯域の音波を打ち消すことはなく、第2空調ダクト12の減音音波が持つ特性と同一の特性を持つ音波が第1空調ダクト11の内部空間20に残存する。システム10Cを継続稼動すると、誤差信号が次第に小さくなり、最後に誤差信号のレベルが(0)になって誤差が消滅する。誤差の消滅は、消音器16で減衰された周波数帯の音波を打ち消した状態を表す。
The
システム10Cの稼動中では、第1音波と第2音波との合成音波が参照マイクロフォン13に検出される。また、第1音波と第2音波との干渉音波が誤差マイクロフォン14に検出される。合成音波は、アンプ21で増幅された後、A/D変換装置でデジタルの第1入力信号に変換されて第2減算装置29に出力される。擬似フィードバック信号生成フィルタ26は、図1のシステム10Aと同様に、干渉信号に時系列伝達特性(Hr)を畳み込み演算し、擬似フィードバック信号を生成し(擬似フィードバック信号生成手段)、擬似フィードバック信号を第2減算装置29に出力する(擬似フィードバック信号出力手段)。第2減算装置29は、合成信号から擬似フィードバック信号を減算して第4入力信号を生成し(第4信号生成手段)、その第4入力信号を干渉信号生成装置28に出力する(第4信号出力手段)。
During operation of the system 10 </ b> C, a synthesized sound wave of the first sound wave and the second sound wave is detected by the
システム10Cの稼動中において干渉音波を検出した誤差マイクロフォン14は、干渉音波をアンプ23に出力する。アンプ23は、干渉音波を増幅した後、その干渉音波をA/D変換装置に出力する。A/D変換装置は、干渉音波を第2入力信号に変換し、その第2入力信号を第1減算装置27に出力する。第1減算装置27は、第2入力信号から第3入力信号を減算して誤差信号を算出し(誤差信号生成手段)、その誤差信号を干渉信号生成装置28に出力する(誤差信号出力手段)。
The
干渉信号生成装置28では、適応制御演算装置32が二次経路の時系列伝達特性を考慮しつつ、誤差信号を用いてアダプティブデジタルフィルタ31を更新する。干渉信号生成装置28は、第2減算装置29から出力された第4入力信号にアダプティブデジタルフィルタ31を畳み込み演算し、第2入力信号を最小にする干渉信号を時系列に生成する(干渉信号生成手段)。干渉信号生成装置28は、干渉信号を擬似フィードバック信号生成フィルタ26とD/A変換装置とに出力する(干渉信号出力手段)。D/A変換装置は、干渉信号を第2音波に変換し、その第2音波をアンプ22に出力する。アンプ22は、第2音波を増幅し、増幅した第2音波を消音用スピーカ15に出力する。消音用スピーカ15は、第2音波をダクト11の内部空間20に発生させる。
In the interference
このシステム10Cは、時間遅延補正装置33によって騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間遅延が補正されるから、騒音源19から誤差マイクロフォン14に第1音波が伝播するまでの時間と騒音源19から目標マイクロフォン17に減音音波が伝播するまでの時間とを一致させることができ、誤差マイクロフォン14から出力される第2入力信号と目標マイクロフォン17から出力される第3入力信号との間の因果性を保持することができる。また、このシステム10Cは、第2空調ダクト12の長さ寸法が第1空調ダクト11のそれよりも短く、騒音源19から誤差マイクロフォン14までの距離よりも短い位置に目標マイクロフォン17を設置しなければならない場合に有効である。なお、このシステム10Cは、前記効果の他に図1のシステム10Aと同一の効果を奏するが、図1のシステム10Aの効果を援用し、このシステム10Cのその他の効果の説明は省略する。
In this
それら図示のシステム10A,10B,10Cは、マイクロフォン13,14,17やスピーカ15が空調ダクト11,12の内部空間20,24に設置され、第2空調ダクト12の音響環境を第1空調ダクト11に再現する場合に利用されているが、それらシステム10A,10B,10Cの利用箇所をダクト11,12の内部空間20,24に限定するものではなく、それら図示のシステム10A,10B,10Cをダクト以外の空間において利用することもできる。
In the illustrated
10A 能動的消音システム
10B 能動的消音システム
10C 能動的消音システム
11 第1空調ダクト
12 第2空調ダクト
13 参照マイクロフォン(第1センサ)
14 誤差マイクロフォン(第2センサ)
15 消音用スピーカ(第2音波発生装置)
16 消音器
17 目標マイクロフォン(第3センサ)
18 コントローラ
19 騒音源
20 内部空間(第1空間)
24 内部空間(第2空間)
26 擬似フィードバック信号生成フィルタ
27 第1減算装置
28 干渉信号生成装置
29 第2減算装置
30 デジタルフィルタ
31 アクティブデジタルフィルタ
32 適応制御演算装置
33 時間遅延補正装置
10A
14 Error microphone (second sensor)
15 Silencer speaker (second sound generator)
16
18
24 Internal space (second space)
26 pseudo feedback
Claims (9)
前記能動的消音システムが、前記第1空間とは異なる所定の第2空間と、前記騒音源から所定寸法離間して前記第2空間に配置され、該騒音源から発生して該第2空間を伝播する第1音波を減音する消音器と、前記消音器を挟んで前記騒音源から所定寸法離間して配置され、該消音器によって減音された第1音波の減音音波を検出しつつ該減音音波を第3信号として出力する第3センサと、前記第2センサから第2信号を受信しつつ、前記第3センサから第3信号を受信し、前記第2信号から前記第3信号を除いた誤差信号を生成する第1減算装置とを含み、
前記干渉信号生成装置が、前記第1センサから受信した第1信号と前記第1減算装置から受信した誤差信号とを用いて前記干渉信号を生成することを特徴とする能動的消音システム。 A first sensor disposed at a predetermined distance from the noise source, and disposed at a predetermined distance from the noise source with the first sensor interposed therebetween, and is generated from the noise source and propagates through the predetermined first space. A second sound wave generator that generates a second sound wave that interferes with the first sound wave in the first space; and a second sensor that is spaced apart from the first sensor by a predetermined dimension across the second sound wave generator. An interference signal generation device that generates an interference signal to be the second sound wave and outputs the generated interference signal to the second sound wave generation device, wherein the first sensor includes the first sound wave and the second sound wave. And the detected synthesized sound wave is output as a first signal, and the second sensor detects the interference sound wave generated by the interference between the first sound wave and the second sound wave, and detects the detected interference. Active silencer system that outputs sound wave as second signal In,
The active silencing system is disposed in the second space that is different from the first space by a predetermined distance from the noise source, and is generated in the second space and is generated from the noise source. A silencer for reducing the propagating first sound wave, and a predetermined distance from the noise source with the silencer interposed therebetween, and detecting the reduced sound wave of the first sound wave reduced by the silencer A third sensor that outputs the sound-reduced sound wave as a third signal; a third signal received from the third sensor while receiving a second signal from the second sensor; and the third signal from the second signal A first subtractor that generates an error signal excluding
The active silencer system, wherein the interference signal generation device generates the interference signal using a first signal received from the first sensor and an error signal received from the first subtraction device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008015249A JP5164588B2 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Active silencer system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008015249A JP5164588B2 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Active silencer system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009175535A JP2009175535A (en) | 2009-08-06 |
JP5164588B2 true JP5164588B2 (en) | 2013-03-21 |
Family
ID=41030676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008015249A Active JP5164588B2 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Active silencer system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5164588B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106073978B (en) * | 2016-07-26 | 2018-07-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | A kind of device for preventing snoring and snore relieving method |
CN106932481B (en) * | 2017-03-16 | 2023-06-16 | 中国东方电气集团有限公司 | Muffler noise reduction characteristic test system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5418857A (en) * | 1993-09-28 | 1995-05-23 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active control system for noise shaping |
JP3579508B2 (en) * | 1995-07-05 | 2004-10-20 | アルパイン株式会社 | Audio equipment |
-
2008
- 2008-01-25 JP JP2008015249A patent/JP5164588B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009175535A (en) | 2009-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4252074B2 (en) | Signal processing method for on-line identification in active silencer | |
JP2955855B1 (en) | Active noise canceller | |
JPH0270195A (en) | Electronic noise silencing system | |
JP5707663B2 (en) | Active silencer | |
WO2016178309A1 (en) | Signal processing device, signal processing method, program, and rangehood apparatus | |
JP5164588B2 (en) | Active silencer system | |
JP5297657B2 (en) | Active silencer system | |
JP6116300B2 (en) | Active silencer system | |
JPH0827634B2 (en) | Electronic silencing system | |
JPH07219559A (en) | Adaptive active noise elimination device | |
JPH0619482A (en) | Method and device for active sound elimination | |
JP6226265B2 (en) | Active noise control device | |
JP2018169439A (en) | Active silencer and active silencing method | |
JPH08234765A (en) | Active noise eliminating device | |
JPH07253792A (en) | Muffling device | |
JPH0635482A (en) | Method and device for active noise elimination | |
JPH06318083A (en) | Active muffler device | |
JP4298865B2 (en) | Active silencer system | |
JPH07239688A (en) | Method and device for actively muffling | |
JP5545923B2 (en) | Adaptive control system | |
JP3461513B2 (en) | Active silencer | |
JPH06332468A (en) | Active silencer | |
JP2001355428A (en) | Active muffler | |
JP2002333887A (en) | Transfer function identifying device and active noise eliminating device | |
JP2022149568A (en) | active silencer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120724 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120921 |
|
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: 20121204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5164588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |