JPH04247497A - 能動型消音装置 - Google Patents

能動型消音装置

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JPH04247497A JP3012197A JP1219791A JPH04247497A JP H04247497 A JPH04247497 A JP H04247497A JP 3012197 A JP3012197 A JP 3012197A JP 1219791 A JP1219791 A JP 1219791A JP H04247497 A JPH04247497 A JP H04247497A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】マイクロフォンにより検出された
騒音と逆相等音圧の信号をスピーカから出力することに
より騒音を消去する能動型消音装置に係わり、特に騒音
源にマイクロフォンを設置する必要がなく、消音点のみ
にマイクロフォンを設置するフィードバック系で構成さ
れるものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来内燃機関等から発生する騒音を低減
するためにはマフラ等の受動的な消音装置が使用されて
きたが、サイズ・消音特性等の観点から改善が望まれて
いた。これに対し従来から音源から発生された騒音と逆
位相・等音圧の補償音をスピーカから出力し、騒音を相
殺する能動型消音装置が提案されている。
【0003】しかしながら、この能動型消音装置自体の
周波数特性あるいは安定性等が充分でなく実用化が遅れ
ていた。近年ディジタル回路を使用した信号処理技術が
発展し取り扱うことのできる周波数範囲も拡大した結果
、実用的な消音装置が多数提案されている(例えば特開
昭63−311396号公報)。
【0004】これはダクトの上流に設置した騒音源用の
マイクロフォンで騒音を検出し信号処理回路により騒音
と逆相・等音圧の信号をダクト下流に設置したスピーカ
から出力し、消音された結果を消音点用のマイクロフォ
ンで検出してフィードバックするフィードフォワード系
とフィードバック系を組み合せたいわゆる2マイクロフ
ォン・1スピーカ型の能動型消音装置である。
【0005】これに対し例えば自動車の室内等の騒音源
の不明確なある空間に対して消音効果を得るためには騒
音源にマイクロフォンを設置する必要のないフィードバ
ック系だけを用いた1マイクロフォン・1スピーカ構成
の装置とすることが必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらフィード
バック系だけの1マイクロフォン・1スピーカで構成さ
れる能動型消音装置においては、スピーカから逆相等音
圧の信号が出力されマイクロフォンは騒音が消去された
状態が検知されるためにスピーカからの補償音も騒音が
消去された状態に対応したものとなる。
【0007】従って騒音を消去する効果がなくなり再び
マイクロフォンで騒音が検知されスピーカから補償信号
が出力されるためにいわゆるハウリングが発生し連続的
な消音は行われない。本発明は係る問題点に鑑みなされ
たものであって、連続して消音効果を得ることのできる
1マイクロフォン・1スピーカの能動型消音装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る能動
型騒音消去装置の基本構成図であって、消音対象空間の
騒音を検出し電気信号に変換する音波・電気信号変換器
101と、消音対象空間に騒音を消去するための補償音
波を出力する電気信号・音波変換器102と、音波・電
気信号変換器101、電気信号・音波変換器102およ
び消音対象空間の音波の伝達特性を模擬する第1の伝達
特性模擬手段103と、音波・電気信号変換器101の
出力と第1の伝達特性模擬手段103の出力との差信号
を演算する差信号演算手段104と、差信号演算手段1
04の演算結果に基づいて電気信号・音波変換器102
に補償音波を出力するための補償信号を演算する適応型
フィルタリング手段105と、第1の伝達特性模擬手段
103に含まれるパラメータを較正するための白色ノイ
ズを発生する白色ノイズ発生手段106と、消音動作中
は適応型フィルタリング手段105の演算結果が第1の
伝達特性模擬手段103に含まれるパラメータの較正中
は白色ノイズ発生手段106の出力が電気信号・音波変
換器102に伝送されるように伝送経路を切り換える切
り換え手段107と、第1の伝達特性模擬手段103に
含まれるパラメータの較正中に動作し差信号演算手段1
04の演算結果に基づき所定の評価関数値が最小となる
ように第1の伝達特性模擬手段103に含まれるパラメ
ータを決定するパラメータ決定手段108と、パラメー
タ決定手段108により決定されたパラメータを有する
第1の伝達特性模擬手段103と同一の伝達特性を有す
る第2の伝達特性模擬手段109と、音波・電気信号変
換器101の出力と第2の伝達特性模擬手段109の出
力とに基づき適応型フィルタリング手段105に含まれ
るパラメータを更新するパラメータ更新手段110と、
から構成される。
【0009】
【作用】本発明に係る能動型消音装置においては音波・
電気信号変換器の出力から消音対象空間の音波の伝達特
性を考慮した補償音を差し引いて消音するべき騒音が装
置内部で発生され、この発生された騒音に基づき補償音
が演算される。また消音対象空間の音波の伝達特性のパ
ラメータは最適な値に較正される。
【0010】
【実施例】図2は本発明に係る能動型騒音消去装置のハ
ードウエア較正図であって、消音対象空間201内の音
波を電気信号に変換するためのマイクロフォン202、
マイクロフォン202で検出された電気信号を増幅する
マイクロフォンアンプ203、マイクロフォンアンプ2
03の出力をディジタル化するA/Dコンバータ204
、このディジタル信号を処理するディジタルシグナルプ
ロセッサ(以下DSPと記す。)205、DSPで処理
されたディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
コンバータ206、D/Aコンバータでアナログ化され
た信号を電力増幅するパワーアンプ207および消音対
象空間201にノイズを消去するための補償音を発生す
るスピーカ208から構成される。
【0011】図3はDSP205が消音モードで動作中
の機能線図であって、一点鎖線で示されるDSP205
の中の機能はソフトウエアで構成される。マイクロフォ
ン202、マイクロフォンアンプ203およびA/Dコ
ンバータ204の伝達特性301をHM 、D/Aコン
バータ206、パワーアンプ207およびスピーカ20
8の伝達特性302をHS 、スピーカ208からマイ
クロフォン202までの消音対象空間の音波の伝達特性
303をHdとすると、第1の伝達関数2051および
第2の伝達関数2054は共に、         HT =HM ・Hd ・HS   
                         
         (1)に設定される。
【0012】D/Aコンバータ206に入力される補償
信号をSC とすればスピーカ208から発生され、消
音対象空間203を伝播してきた補償信号は、    
    Hd ・HS ・SC           
                         
       (2)となり、マイクロフォンから出力
される信号SM は騒音源から発生される騒音SN が
加算され、        SM =HM ・(Hd 
・HS ・SC +SN )            
        (3)となる。
【0013】従って差演算部2052における演算結果
である差信号SE は、         SE =SM −HT ・SC =H
M ・SN                    
     (4)となり、騒音のみをマイクロフォン2
02で検出した時の信号を演算することが可能となる。 この差信号SE を適応型フィルタ2053に入力し、         SM =0            
                         
             (5)となるように補償信
号SC を演算する。
【0014】そしてこの補償信号SC は切り換え部2
056を介して第1の伝達関数2051およびD/Aコ
ンバータ206に伝送される。なおこの適応型フィルタ
2053のパラメータは最も高い消音効果が得られるよ
うにパラメータ更新部2055において周知の方法を用
いて同定される。また適応型フィルタ2053のパラメ
ータの同定においては、消音効果をより正確なものとす
るために、差信号SE を第2の伝達関数2054を介
してパラメータ更新部2055に供給する。
【0015】第1の伝達関数2051および第2の伝達
関数2054はマイクロフォン202、スピーカ208
の設置位置および消音対象空間の音響特性によって異な
ったものとなるために、別途伝達関数を較正する動作モ
ードを持つ必要がある。図4は較正モードで動作してい
る場合の機能線図であって、白色ノイズ発生部2057
で発生された白色ノイズは切り替え部2056を介して
第1の伝達関数2051およびD/Aコンバータ206
に伝送される。
【0016】また差演算部2052で演算された差信号
はパラメータ決定部2058に伝送され差信号の絶対値
が最小となるように伝達関数2051のパラメータが決
定される。そしてこの決定されたパラメータ値が同時に
第2の伝達関数のパラメータとして設定される。
【0017】図5は本発明にかかる能動型消音装置の効
果を確認するための実験結果であって、横軸に時間、縦
軸には各部の信号の振幅をとる。この図からマイクロフ
ォン202で検出される信号の振幅は小さく十分な消音
特性が得られていることが理解される。なお、本実施例
においては1マイクロフォン・1スピーカの実施例を示
したが、マイクロフォン・スピーカはそれぞれ複数台設
置することも可能である。
【0018】
【発明の効果】本発明によればフィードバック系だけの
1マイクロフォン・1スピーカの能動型消音装置であっ
ても連続して消音効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る能動型消音装置の基本構成
図である。
【図2】図2は本発明に係る能動型消音装置の実施例の
構成図である。
【図3】図3は消音モードで動作中の機能線図である。
【図4】図4は較正モードで動作中の機能線図である。
【図5】図5は本発明に係る能動型消音装置による実験
結果を示すグラフである。
【符号の説明】
101…音波・電気信号変換器 102…電気信号・音波変換器 103…第1の伝達特性模擬手段 104…差信号演算手段 105…適応型フィルタリング手段 106…白色ノイズ発生手段 107…切り替え手段 108…パラメータ決定手段 109…第2の伝達特性模擬手段 110…パラメータ更新手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  消音対象空間の騒音を検出し電気信号
    に変換する音波・電気信号変換器(101)と、消音対
    象空間に騒音を消去するための補償音波を出力する電気
    信号・音波変換器(102)と、該音波・電気信号変換
    器(101)、該電気信号・音波変換器(102)およ
    び消音対象空間の音波の伝達特性を模擬する第1の伝達
    特性模擬手段(103)と、該音波・電気信号変換器(
    101)の出力と該第1の伝達特性模擬手段(103)
    の出力との差信号を演算する差信号演算手段(104)
    と、該差信号演算手段(104)の演算結果に基づいて
    該電気信号・音波変換器(102)に補償音波を出力す
    るための補償信号を演算する適応型フィルタリング手段
    (105)と、該第1の伝達特性模擬手段(103)に
    含まれるパラメータを較正するための白色ノイズを発生
    する白色ノイズ発生手段(106)と、消音動作中は該
    適応型フィルタリング手段(105)の演算結果が、該
    第1の伝達特性模擬手段(103)に含まれるパラメー
    タの較正中は該白色ノイズ発生手段(106)の出力が
    該電気信号・音波変換器(102)に伝送されるように
    伝送経路を切り換える第1の切り換え手段(107)と
    、該第1の伝達特性模擬手段(103)に含まれるパラ
    メータの較正中に動作し該差信号演算手段(104)の
    演算結果に基づき所定の評価関数値が最小となるように
    該第1の伝達特性模擬手段(103)に含まれるパラメ
    ータを決定するパラメータ決定手段(108)と、該パ
    ラメータ決定手段(108)により決定されたパラメー
    タを有する該第1の伝達特性模擬手段(103)と同一
    の伝達特性を有する第2の伝達特性模擬手段(109)
    と、該音波・電気信号変換器(101)の出力と該第2
    の伝達特性模擬手段(109)の出力とに基づき該適応
    型フィルタリング手段(105)に含まれるパラメータ
    を更新するパラメータ更新手段(110)と、から構成
    される能動型消音装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06274183A (ja) * 1993-03-24 1994-09-30 Mazda Motor Corp 車両の振動低減装置

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JPH06274183A (ja) * 1993-03-24 1994-09-30 Mazda Motor Corp 車両の振動低減装置

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