JPH0313533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、オクターブ分析器のフイルタ装置
に関する。

〔発明の技術的背景〕

例えば、騒音防止対策に際して各種の状態での
騒音を測定する必要があり、また騒音防止の結果
としての遮音効果、吸音効果、回折効果などを検
討する必要がある。

この様な各場合、測定信号は非常に複雑な波形
を形成しているため、一般には、入力信号音を分
析して素周波数成分に分け、そのそれぞれについ
て処理をして最後に再び合成することが行なわれ
ている。

この種の周波数分析を目的として、オクターブ
分析器や1/3オクターブ分析器が用いられている。

オクターブ分析器は、通過帯域がオクターブ関
係にある様なフイルタ（例えば、45〜90Hz、90〜
180Hz、180〜360Hz、360〜720、720〜1440Hz、…
などのフイルタ）を用いて周波数分析を行うもの
である。また、1/3オクターブ分析器はオクター
ブを更に所定の比率まで３分割した周波数帯域に
分けて周波数分析を行うものであり、分解能はオ
クターブ分析器の３倍となる。

ところで、周波数分析の実際にあつては、ある
周波数帯域ではオクターブ毎の分析が必要であ
り、また他の周波数帯域では1/3オクターブ毎の
分析が必要であるなど周波数帯域毎に分解能を変
更したい場合がある。また、測定毎に分解能を変
更したい場合もある。

しかし、従来の大部分の分析器の分析の単位と
なる周波数帯域は１オクターブ又は1/3オクター
ブのいずれか一種類であり、しかも測定する各周
波数帯域によつて分解能を変更する様なことはで
きなかつた。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の様な実情に基づいて成され
たものであり、分析の単位となる周波数帯域を任
意の１／ｎオクターブとすることができ、しかも
各周波数帯域で分解能を変更すべくｎ（＝１，２，
３，４，…）を任意に設定することのできるオク
ターブ分析器のフイルタ装置を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明によれば、
デイジタルバンドパスフイルタ及びデイジタルロ
ーパスフイルタを具え、デイジタルバンドパスフ
イルタの係数を変更することにより分析すべき周
波数幅（１／ｎオクターブ）を決定し、デイジタ
ルバンドパスフイルタでＮ番目のオクターブの入
力信号を通過させ、またローパスフイルタに入力
信号を周回させることによりＮ−１番目以降のオ
クターブの入力信号を形成する様にする。この場
合、分析すべき周波数幅を変更しない限りバンド
パスフイルタの係数を変える必要はない。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説明
する。

尚、以下の説明においては、周波数の低い方か
ら始めて、１番目からＮ番目（Ｎは正の整数）ま
でのオクターブから成る信号（オクターブ信号と
する）を分析するものとする。

第１図はこの発明の実施例を示す系統図であ
る。

同図によれば、ローパスフイルタ１１、ADコ
ンバータ１２、デイジタルバンドパスフイルタ１
３、第１のメモリ１４、デイジタルローパスフイ
ルタ１５、第２のメモリ１６、及びシーケンス制
御部１７が示されている。

ローパスフイルタ１１は、入力信号のうち必要
な周波数帯域以外を除去し、後のサンプリングに
おける折返しを防止するためのものである。従つ
て、分析する信号の周波数のうち最高の周波数を
含むオクターブ信号が通過できればよく、第２図
のＮ番目のオクターブ信号を上限として通過させ
る様にする。騒音の分析にあつては、例えば
20000Hzをこのローパスフイルタ１１のカツトオ
フ周波数とする。

ADコンバータ１２は、アナログの入力信号を
デイジタル化して後の処理に供するものである。

デイジタルバンドパスフイルタ１３は、第１の
メモリであるROM１４から所定の係数を付与さ
れることにより、ｘ番目（ｘは正の整数、Ｎ
ｘ）のオクターブを成す周波数帯域をｎ個（ｎは
正の整数）の小帯域に分割してバンドパス特性を
付与する。この様なｎ個の小帯域への分割を、
１／ｎオクターブ分析と呼ぶ。

このとき、このオクターブ信号は周波数s／
2^N-xでサンプリングする。

ここで、第３図に示す様に、Ｎ番目のオクター
ブ信号の上側カツトオフ周波数_Nnaxに対してサ
ンプリング周波数をfs（fs2f_Nnax）とする。次
に、Ｎ−１番目のオクターブ信号の上側カツトオ
フ周波数_N-1naxに対してサンプリング周波数を
fs／２とすれば、fs／２f_N-1naxの関係すなわち
サンプリング定理は満足され、これは全てのオク
ターブ信号について成り立つことが知られてい
る。

従つて、Ｎ個あるオクターブ信号のうちｘ番目
のオクターブ信号は周波数s／2^N-xでサンプリン
グすればよい。また、このとき、各オクターブ信
号を成す周波数帯域を小帯域に分割する数ｎを変
更しない限り、このバンドパスフイルタ１３に付
与するROM１４からの係数は全てのオクターブ
について変更しなくてよい。

デイジタルローパスフイルタ１５は、ｘ番目の
オクターブ信号を上限とする信号を入力信号とし
てｘ−１番目以前のオクターブ信号を上限とする
信号を形成して、その上限となるオクターブ信号
をバンドパスフイルタ１３で処理するのに備える
ものである。すなわち、Ｎ−１番目以降のオクタ
ーブ信号をバンドパスフイルタ１３でサンプリン
グするに際して、各オクターブ帯域内にサンプリ
ングによる折返し信号が現われるのをこのローパ
スフイルタ１５は防止する。

従つて、このローパスフイルタ１５の係数は何
番目のオクターブを処理するかによつて、その都
度変更する。この係数はシーケンス制御部１７か
ら与える。

第２のメモリ１６は、ローパスフイルタ１５の
出力を一時記憶し、シーケンス制御部１７の指令
によつて、これをバンドパスフイルタ１３に送出
し、またフイルタ１５に再循還させる。

シーケンス制御部１７は、バンドパスフイルタ
１３、ローパスフイルタ１５、第２のメモリであ
るRAM１６の動作のタイミングをとると共に、
バンドパスフイルタ１３のサンプリング周波数
s／2^N-xを指定し、またROM１４の係数を指定
する。

すなわち、サンプリング周波数s／2^N-xを指定
しｘ番目のオクターブ信号をバンドパスフイルタ
１３が処理した後、第２のメモリ（RAM）１６
からｘ−１番目以降の任意のオクターブ信号を上
限とする信号をバンドパスフイルタ１３に送込
み、この任意のオクターブ信号に対応するサンプ
リング周波数を指定し、且つこの任意のオクター
ブ信号を分割すべき所望の前記小帯域数ｎを第１
のメモリ１４に指定する。

次に、この実施例の動作を説明する。

入力信号Siはローパスフイルタ１１でＮ番目か
ら１番目までのオクターブ信号のみを含むものと
なり、Ｎ＋１番目より上のオクターブ信号はしや
断される（第２図）。

ローパスフイルタ１１のこの様な出力信号は
ADコンバータ１２でデイジタル信号とされ、デ
イジタルバンドパスフイルタ１３及びデイジタル
ローパスフイルタ１５に入力される。

バンドパスフイルタ１３は、シーケンス制御部
１７からのオクターブ選択指令sc及び分割指令dc
によつて、それぞれ何番目のオクターブ信号を何
分割してバンドパスさせるかを指定される。

ここで、Ｎ番目のオクターブ信号を３分割、Ｎ
−１番目のオクターブ信号を１分割、ｘ番目（ｘ
Ｎ−２）のオクターブ信号を１分割する場合を
考える。この場合をアナログ的に表示すれば第４
図に示す様である。これは、オクターブ分析と1/
３オクターブ分析が混在している。

現在、バンドパスフイルタ１３にはＮ番目のオ
クターブ信号を上限とする信号が入力されてお
り、Ｎ番目のオクターブ信号を３分割してバンド
パスする様に指令されている。

従つて、Ｎ番目のオクターブ信号を上限とする
信号がバンドパスフイルタ１３に入力されるタイ
ミングで、ROM１４はＮ番目のオクターブ信号
を３分割してバンドパスさせるための係数を与
え、周波数sでサンプリングを行い分析を実行す
る。

このとき、Ｎ番目のオクターブ信号を上限とす
る信号はデイジタルローパスフイルタ１５にも入
力されている。ローパスフイルタ１５はＮ−１番
目とｘ番目のオクターブ信号を上限とする様に指
令されており、先ずシーケンス制御部１７からＮ
−１番目のオクターブ信号を上限としてローパス
する様に係数が与えられて、信号を通過させる。

従つて、RAM１６にはＮ−１番目のオクター
ブ信号を上限とする信号が記憶される。

RAM１６に記憶されたＮ−１番目のオクター
ブ信号を上限とする信号は、バンドパスフイルタ
１３でＮ番目のオクターブ信号の処理が終了した
タイミングで、バンドパスフイルタ１３及びロー
パスフイルタ１５に入力される。

ここで、ROM１４はＮ−１番目のオクターブ
信号を１分割（すなわち、Ｎ−１番目のオクター
ブ信号をそのまま）バンドパスさせるための係数
を与え、周波数s／２でサンプリングを行い分析
を実行する。

一方、ローパスフイルタ１５に入力されたＮ−
１番目のオクターブ信号を上限とする信号は、ｘ
番目のオクターブ信号を上限としてローパスする
様にシーケンス制御部１７から係数が与えられ
て、信号を通過させる。

従つて、RAM１６にはｘ番目のオクターブ信
号を上限とする信号が記憶される。

RAM１６に記憶されたｘ番目のオクターブ信
号を上限とする信号は、バンドパスフイルタ１３
でＮ−１番目のオクターブ信号の処理が終了した
タイミングで、バンドパスフイルタ１３及びロー
パスフイルタ１５に入力される。

ここで、ROM１４はｘ番目のオクターブ信号
を１分割して（すなわち、ｘ番目のオクターブ信
号をそのまま）バンドパスさせる係数を与える
が、Ｎ−１番目のオクターブ信号についても１分
割であつたため係数を変更する必要はない。サン
プリングは周波数s／2^N-xで行い分析を実行す
る。

これ以上の分析は指令されていないため、ロー
パスフイルタ１５はこれ以上出力を送出すること
はない、尚、ローパスフイルタ１５にｘ番目のオ
クターブ信号が入力されること自体を阻止しても
よい。

以上の説明で分かる様に、ローパスフイルタ１
５に所定の係数を付与することにより、所望のオ
クターブ信号を上限とする信号を得ることがで
き、またこの信号をバンドパスフイルタ１３に入
力しROM１４から所定の係数を付与することに
よりそのオクターブ信号を任意の小帯域に分割し
て、入力信号を分析することができる。

〔発明の効果〕 この発明は、以上の様に構成することにより、
任意のオクターブ信号を任意の小帯域に分割して
分析することができ、且つ各オクターブ信号毎に
その分割数を変更混在させることのできるオクタ
ーブ分析器のフイルタ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の系統図、第２図乃
至第４図は第１図の実施例の動作を説明するため
の図である。 １１……ローパスフイルタ、１２……ADコン
バータ、１３……デイジタルバンドパスフイル
タ、１４……第１のメモリ、１５……デイジタル
ローパスフイルタ、１６……第２のメモリ、１７
……シーケンス制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎ個（Ｎは正の整数）のオクターブに分割し
   た入力信号のうちｘ番目（ｘは正の整数、Ｎ
   ｘ）のオクターブ信号を周波数fs／2^N-xでサンプ
   リングし且つＮ番目のオクターブを成す周波数帯
   域をｎ個（ｎは正の整数）の小帯域に分割してバ
   ンドパス特性を付与するデイジタルバンドパスフ
   イルタと、 このバンドパスフイルタに前記バンドパス特性
   を付与するための係数を記憶させた第１のメモリ
   と、 ｘ番目のオクターブ信号を上限とする信号を入
   力信号としてｘ−１番目のオクターブ信号を上限
   とする信号を形成するデイジタルローパスフイル
   タと、 このローパスフイルタの出力を再循還させるた
   めの第２のメモリと、 前記サンプリングの周波数を指定しＮ番目のオ
   クターブ信号を前記バンドパスフイルタが処理し
   た後前記第２のメモリからｘ−１番目以降の任意
   のオクターブ信号を上限とする信号を前記バンド
   パスフイルタに送込みこの任意のオクターブ信号
   に対応する前記サンプリングの周波数を指定し且
   つこの任意のオクターブ信号を分割すべき所望の
   前記小帯域数ｎを前記第１のメモリに指定するシ
   ーケンス制御手段とを具えて成るオクターブ分析
   器のフイルタ装置。