JPH04247497A - 能動型消音装置 - Google Patents
能動型消音装置Info
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- JPH04247497A 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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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
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-
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
結果を示すグラフである。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01219791A JP3461513B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 能動型消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01219791A JP3461513B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 能動型消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247497A true JPH04247497A (ja) | 1992-09-03 |
| JP3461513B2 JP3461513B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=11798682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01219791A Expired - Fee Related JP3461513B2 (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | 能動型消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461513B2 (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP01219791A patent/JP3461513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3461513B2 (ja) | 2003-10-27 |
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|---|---|---|---|
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