JPH0443798A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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JPH0443798A
JPH0443798A JP2151949A JP15194990A JPH0443798A JP H0443798 A JPH0443798 A JP H0443798A JP 2151949 A JP2151949 A JP 2151949A JP 15194990 A JP15194990 A JP 15194990A JP H0443798 A JPH0443798 A JP H0443798A
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noise
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fir filter
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裕之 橋本
Yasutoshi Nakama
保利 中間
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賢一 寺井
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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】 産業上の利用分野 本発明は音楽信号と騒音が混在する受聴室、たとえば一
般家庭のりスニングルームや自動車室内において、騒音
だけを減少させる消音装置に関する。
従来の技術 従来よりＳ／Ｎの良い室内で音楽などを楽しみたいとい
う要望が強かった。そこで、一般家庭や自動車などの室
内や騒音レベルを減少させる方法として、内装材や遮音
材を室内に装備することが行われている。また、騒音源
であるエンジンの周囲を金属やコンクリートなどの遮音
材で包囲することも行われている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、一般家庭の場合では新築時や増改築時な
どの機会に予め防音対策を施さなければならないし、多
額の費用を必要とする。また立地条件によっては防音対
策を施していても騒音に悩まされる場合がある。同様に
車室内においても、エンジン音などの騒音レベルを相当
量減衰させるためにはかなりの重量の遮音材が必要であ
り、車両全体の重量が増加するため燃料消費率やパワー
ウェイトレシオ、ドルクシウィトレシオなどの性能が悪
くなるなどの問題点を有していた。
本発明は上記問題に留意し、電気音響的手段を用いるこ
とにより、簡単に騒音だけを減少させてＳ／Ｎを向上さ
せることのできる安価で小型軽量な消音装置を提供する
ものである。
課題を解決するための手段 本発明の上記目的を達成するために本発明の消音装置は
、騒音検出器と、誤差検出器と、検出された騒音信号を
レベル調整する第１および第２のレベル調整器と、その
出力をディジタル信号に変換する第１および第２のＡＤ
コンバータ（以降ＡＤＣと記す）と、第１のＡＤＣの出
力を適応制御する第１のアダプティブＦＩＲフィルタと
、音源からの音楽信号を制御する第２のアダプティブＦ
ＩＲフィルタと、音楽信号と第１のアダプティブＦＩＲ
フィルタの出力を加算する加算器と、第２のＡＤＣの出
力から第２のアダプティブＦＩＲフィルタの出力を減算
する減算器と、第１のＡＤＣと音源からの音楽信号を切
り換える第１のスイッチ回路と、その出力と減算器の出
力から第１および第２のアダプティブＦＩＲフィルタの
係数を制御する係数制御回路と、その出力を第１のアダ
プティブＦＩＲフィルタと第２のアダプティブＦＩＲフ
ィルタに振り分ける第２のスイッチ回路と、電力増幅器
と、スピーカとから構成されている。
作用 この構成によって、第１のスイッチ回路を音楽信号に切
り換え、第２のスイッチ回路を第２のアダプティブＦＩ
Ｒフィルタに切り換え、係数制御回路により、第２のア
ダプティブＦＩＲフィルタの係数を制御し、その後、第
１．第２のスイッチ回路を切り換え、誤差検出器で検出
さた信号が減算器で騒音信号だけにされ、これを係数制
御回路に入力して第１のアダプティブＦＩＲフィルタの
係数を制御することにより騒音検出器で検出された騒音
信号は受聴点での騒音を減少させるように適応化され、
それを音楽信号などの入力信号と加算してスピーカより
再生すれば、室内の騒音が減少してＳ／Ｎが改善される
こととなる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
第１図は本発明の一実施例における消音装置のブロック
図を示すものである。第１図に示すように、騒音源から
騒音を検出する騒音検出器としての第１のマイクロフォ
ン（１）と、検出された騒音信号のレベルを調整する第
１のレベル調整器としての第１のマイクアンプ（２）と
、出力をデジタル信号に変換する第１のＡ　Ｄ　Ｃ（３
）と、変換されたデジタル信号を適応制御する第１のア
ダプティブＦＩＲフィルタ（４）と、この出力と音源（
７）からの音楽信号を加算する加算器（５）と、この出
力をアナログ信号に変換するＤ　Ａ　Ｃ（６）と、変換
されたアナログ信号を増幅する電力増幅器（７）と、こ
の出力を再生するスピーカ（８）で再生系を構成でいる
。また、スピーカ（８）の受聴点の音を検出する誤差検
出器としての第２のマイクロフォン（９）と、その出力
のベル調整する第２のレベル調整器とての第２のマイク
アンプ０ωと、この出力をデジタル信号に変換する第２
のＡＤＣＯＤと、音源（７）からの音楽信号を制御する
第２のアダプティブＦＩＲフィルタ（１２１と、第２の
ＡＤＣＱＤからの信号から第２のアダプティブＦＩＲフ
ィルタ０２１の信号を減算する減算器面と、第１のＡ　
Ｄ　Ｃ（３）からの信号と、音源（７）からの音楽信号
を切り換える第１のスイッチ圓と、この第１のスイッチ
０４）の出力と減算器ａ■の出力から第１のアダプティ
ブＦＩＲフィルタ（４）と第２のアダプティブＦＩＲフ
ィルタ０りの係数を制御する係数制御回路０５）と、こ
の出力を２つのアダプティブＦＩＲフィルタの各々の制
御信号として切り換える第２のスイッチＱ６）から制御
系が構成されている。
以上のように構成された消音装置について、以下その動
作について説明する。ここで説明を簡単にするために自
動車室内のエンジン音を消音する場合を考える。まずエ
ンジンをＯＦＦにしておいて第１．第２のスイッチ０４
１．０６）をＡ側にし、音源０７）を動作させる。音源
０７）の出力信号Ｓ１３は加算器（５）、Ｄ　Ａ　Ｃ（
６）、電力増幅器（７）を通ってスピーカ（８）より再
生される。スピーカ（８）からの再生信号Ｓ８は第２の
マイクロホン（９）、第２のマイクロアンプ００）、第
２のＡＤＣＧＤによってディジタル信号Ｓｌｌに変換さ
れ減算器０３）に入力される。一方、信号Ｓ１３は第２
のアダプティブＦＩＲフィルタ０りにも入力され、その
出力Ｓ１５が減算器ａ■に入力される。そして減算器０
３）で信号Ｓｌｌから信号Ｓ１５が減算されて出力信号
Ｓ１２が得られ、係数制御回路０ωに入力される。係数
制御回路０５）では、信号Ｓ１３と３１２を近づけるよ
うに最小自乗平均法や学習同定法などのアルゴリズムに
より処理して、第２のアダプティブＦＩＲフィルタ０７
Ｊの係数を更新する。
ここで、加算器（５）の伝達関数をＨａｄ、　を力増幅
器（７）の伝達係数をＨａａ＋、スピーカ（８）の伝達
関数をＨｓｐ、第２のマイクロ本（９）の伝達関数を８
ｍ２、第２のマイクアンプ０ωの伝達関数をＨａ２、減
算器０りの伝達関数をＨａｍ、第２のアダプティブＦＩ
Ｒフィルタ（＋２１の伝達関数をＨｆ２、スピーカ（８
）と第２のマイクロホン（９）の間の伝達関数をＧ５ｌ
１ｌとすると信号３１１は、 Ｓ１１＝Ｇｓｍ−８ｍ２−Ｈｓｐ・Ｈａｍ・Ｈａｄ−Ｈ
ａ２・Ｓ１３となる。ここで第２のアダプティブＦＩＲ
フィルタ０７Ｊは、係数制御回路ａ９によって信号５１
２を減衰させるように適応化される。換言すれば、信号
Ｓ１５は信号Ｓｌｌに等しくなるように制御される。す
なわち、 ５１２＝　Ｈａｍ　（Ｓｌｌ　−３１５）においで、信
号Ｓ１２は“０″に近づく、よって、第２のアダプティ
ブＦＩＲフィルタαりは以下の特性を実現する。
Ｈｆ２＝Ｇｓｔｓ−８ｍ２・Ｈｓｐ−Ｈａｔａ−Ｈａｄ
−Ｈａ２つぎに、音源ｑ′７）を停止させて第１．第２
のスイッチＱ４）、　０６）をＢ側にしてエンジンをＯ
Ｎにする。
すると第１のマイクロホン（１）によって騒音Ｎ１が検
出され、第１のアダプティブＦＩＲフィルタ（４）で調
整されたのち加算器（５）、電力増幅器（７）を通って
スピーカ（８）にて再生される。一方、騒音源０８）で
あるエンジンから騒音Ｎ２が受聴点にて検出される。同
時に先はどのスピーカ（８）からの再生音Ｓ８も検出さ
れる。そして検出された信号Ｓ９は第２のマイクアンプ
００）、第２のＡＤＣＧＩ）減算器ＯＪを通って係数制
御回路０９に入力される。先はどと同様に、第１のアダ
プティブＦＩＲフィルタ（４）は信号５１２を減衰させ
るように係数制御回路０５）によって適応化される。こ
こで、第１のマイクロホン（１）の伝達関数をＨｌ、マ
イクアンプ（２）の伝達関数をＨａｌ、第１のアダプテ
ィブＦＩＲフィルタ（４）の伝達関数をＨｆｌ、騒音源
側のエンジン音をＮ、騒音源面のエンジンと第１のマイ
クロホン（１）の間の伝達関数をＧ１１１、騒音源面の
エンジンと第２のマイクロホン（９）の間の伝達関数を
Ｇ■２とすると、信号Ｓ１２は、 Ｓ　１２＝　（Ｈｓｐ−Ｈａｔｓ−Ｈａｄ−Ｈｆｌ・Ｈ
ｓｌ・Ｈａｌ・Ｇｍｌ＋Ｇｍ２）　ＸＨａ２・Ｈａｕ−
Ｈｓ２．Ｎとなる。よって、 Ｈｓｐ−Ｈａｉ＋−Ｈａｄ−Ｈｆ１−　Ｈａｌ−Ｈ＠１
・Ｇ５１−　Ｇｓｔｍ＋Ｇｍ２＝０ となればよいので、第１のアダプティブＦＩＲフィルタ
（４）は以下の伝達関数を実現する。
Ｈｆｌ＝−Ｇｍ２／（Ｈａｌ・Ｈｓｐ−Ｈａｍ−Ｈａｄ
−Ｈａ＋１−Ｇｓｌ・Ｇｓｍ） これによって、受聴点での騒音Ｎ２はスピーカ（８）か
らの再生音Ｓ８で打ち消される。
以上の調整が終了した時点で音源０７）を動作させる。
すると加算器（５）にて、 ５５＝Ｈａｄ　（Ｓ４＋３１３） が行われるので信号Ｓｌｌは、 ５１１＝Ｈａ２．８ｍ２（Ｈｓｐ−Ｈａｍ−Ｈａｄ−Ｈ
ａｌ−Ｈｍｌ・Ｈｆ１−Ｇｓｍ−Ｇｍｌ＋Ｃｙｗ２）　
Ｎ＋Ｈｓｐ−Ｈａｍ−Ｈａｄ−Ｇｓｔａ−Ｓ　１３） となる。また信号３１５は先はどの結果より、Ｓ　１５
＝　Ｈａ２・Ｈｓｐ−Ｈａｍ−Ｈａｄ−８ｍ２・Ｇｓｖ
ｇ・Ｓ　１３であるので信号Ｓ１２は、 ５１２＝Ｈｓｕ　（３１１−３１５） ＝（Ｈｓｐ、Ｈａｍ・Ｈａｄ−Ｈａｌ−Ｈｗｌ・Ｈｆｌ
・Ｇｓ−・（、ｓ＋１十〇ｍ２）　　ＸＨａ２−Ｈａｍ
−８ｍ２・Ｎとなる。これは先はどの信号５１２と同じ
であるので、 ５１２＝０ となるようにＨｆｌを適用させればよい。これによって
、音楽信号と騒音が混在する自動車室内において騒音だ
けを減衰させることができる。
以上のように本実施例によれば、第１．第２のスイッチ
側、００をＡ側にして音源ａ′？）からの信号を第２の
アダプティブＦＩＲフィルタ０２１によって適応制御し
、これを減算器側で第２のマイクロホン（９）にて検出
して受聴点での信号から減算してやることにより騒音信
号だけを取り出すことができ、さらに第１．第２のスイ
ッチ側、ＱωをＢ側にしてこの信号により第１のマイク
ロホン（１）で検出した騒音信号を第１のアダプティブ
ＦＩＲフィルタ（４）で適応制御し、加算器（５）にて
音楽信号と加算してやることにより受聴点において騒音
信号だけを減衰させることができる。よって、Ｓ／Ｎの
よい音を楽しむことができる。
さらに、第１．第２のスイッチ０４１．（１６）を設け
たことにより係数制御回路面を共用で使用することがで
き、回路規模を小さくできる。
また、音源０７）、電力増幅器（力、スピーカ（８）は
手持ちの機器を利用すればよい。
発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明は第２のアダプ
ティブＦＩＲフィルタによって音楽信号を制御し、これ
を減算器で誤差検出器によって検出された信号から減算
することにより騒音信号だけを取り出すことができ、こ
の信号を用いて第１のアダプティブＦＩＲフィルタを制
御することにより騒音検出器によって検出された騒音信
号を適応させ、その信号と音楽信号を加算器にて加算し
て再生することにより受聴点において騒音だけを減衰さ
せることができる。また、第１および第２のスイッチを
用いることにより、第１および第２のアダプティブＦＩ
Ｒフィルタのための係数制御回路を共用することができ
る。このように簡単な構成で安価に実現することができ
る。また、誤差検出器からのフィードバックはアダプテ
ィブＦＩＲフィルタの制御信号に用いてるので安定に動
作させることができるなど数々の優れた効果を得ること
のできる消音装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における消音装置のブロック
図である。 ｌ・・・・・・第１のマイクロホン（騒音検出器）、２
・・・・・・第１のマイクアンプ（第１のレベル調整器
）、３・・・・・・第１のＡＤＣ，４・・・・・・第１
のアダプティブＦＩＲフィルタ、５・・・・・・加算器
、６・旧・・ＤＡＣ１７・・・・・・電力増幅器、８・
・・・・・スピーカ、９・旧・・第２のマイクロフォン
（誤差検出器）、１ｏ・・・・・・第２のマイクアンプ
（第２のレベル調整器）、１１・・・・・・第２のＡＤ
Ｃ１１２・・・・・・第２のアダプティブＦＩＲフィル
タ、１３・・・・・・減衰器、１４・・・・・・第１の
スイッチ、１５・・・・・・係数制御回路、１６・・・
・・・第２のスイッチ、１７・・・・・・音源、１８・
・・・・・騒音源。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）騒音源からの騒音を検出する騒音検出器と、前記
    騒音検出により検出された騒音信号のレベルを調整する
    第１のレベル調整器と、前記第１のレベル調整器の出力
    をディジタル信号に変換する第１のＡＤコンバータと、
    前記第１のＡＤコンバータを変換されたディジタル信号
    を適応制御する第１のアダプティブＦＩＲフィルタと、
    前記第１のアダプティブＦＩＲフィルタの出力とＣＤプ
    レーヤなどの音源からの音楽信号を加算する加算器と前
    記加算器からの出力をアナログ信号に変換するＤＡコン
    バータと、前記ＤＡコンバータで変換されたアナログ信
    号を増幅する電力増幅器と、前記電力電幅器の出力を再
    生するスピーカと、前記スピーカの受聴点での騒音を検
    出する誤差検出器と、前記誤差検出器の出力のレベル調
    整をする第２のレベル調整器と、前記第２のレベル調整
    器によりレベル調整された信号をディジタル信号に変換
    する第２のＡＤコンバータと、前記音源からの音楽信号
    を制御する第２のアダプティブＦＩＲフィルタと、前記
    第２のＡＤコンバータの信号から第２のテダプティブＦ
    ＩＲフィルタの出力を減算する減算器と、前記第１のＡ
    Ｄコンバータと前記音源からの音楽信号を切り換える第
    １のスイッチ回路と、前記第１のスイッチ回路の出力と
    前記減算器の出力から前記第１および第２のアダプティ
    ブＦＩＲフィルタの係数を制御する係数制御回路と、前
    記係数制御回路の出力を前記第１のアダプティブＦＩＲ
    フィルタと第２のアダプティブＦＩＲフィルタに振り分
    ける第２のスイッチ回路とを具備し、前記係数制御回路
    の出力制御信号により前記第１および、第２のＦＩＲフ
    ィルタの係数を制御し、前記減衰器の出力を最小となる
    よう制御することによる消音装置。
  2. （２）第１のスイッチ回路が、音源からの音楽信号に切
    り換わり、第２のスイッチ回路が第２のアダプティブＦ
    ＩＲフィルタに切り換わる場合に前記第２のアダプティ
    ブＦＩＲフィルタの係数が係数制御回路により制御され
    、前記第１のスイッチ回路が、第１のＡＤコンバータの
    出力に切り換わり、第２のスイッチ回路が第１のアダプ
    ティブＦＩＲフィルタに切り換わる場合に前記第１のア
    ダプティブＦＩＲフィルタの係数が前記係数制御回路に
    より、制御され消音動作を行うようにしてなる請求項（
    １）記載の消音装置。
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