JPH05232975A - 電子消音システム - Google Patents
電子消音システムInfo
- Publication number
- JPH05232975A JPH05232975A JP4073383A JP7338392A JPH05232975A JP H05232975 A JPH05232975 A JP H05232975A JP 4073383 A JP4073383 A JP 4073383A JP 7338392 A JP7338392 A JP 7338392A JP H05232975 A JPH05232975 A JP H05232975A
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- JP
- Japan
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- sound wave
- sound
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- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】消音効果を維持しつつスピーカを送風路内の塵
埃等から保護することができ、より信頼性の高い電子消
音システムを提供する。 【構成】送風路１０内を伝搬する騒音源からの伝搬音波
をセンサマイク１１で検出し、該センサマイク１１の下
流側に設置されたエラーマイク１２の位置で騒音が最小
になるように、前記センサマイク１１とエラーマイク１
２との間に設けられたスピーカ１３から前記伝搬音波と
逆位相で且つ同一音圧の付加音を発生させて、音波干渉
の作用を利用して能動的に伝搬音波の消音を行う電子消
音システムにおいて、前記スピーカ１３の放射面を多孔
質材２１で覆うようにしている。 【効果】上記多孔質材２１は電子消音システムの制御周
波数帯を通過させることができ、消音効果を維持しつつ
スピーカを送風路内の塵埃等から保護することができ
る。
埃等から保護することができ、より信頼性の高い電子消
音システムを提供する。 【構成】送風路１０内を伝搬する騒音源からの伝搬音波
をセンサマイク１１で検出し、該センサマイク１１の下
流側に設置されたエラーマイク１２の位置で騒音が最小
になるように、前記センサマイク１１とエラーマイク１
２との間に設けられたスピーカ１３から前記伝搬音波と
逆位相で且つ同一音圧の付加音を発生させて、音波干渉
の作用を利用して能動的に伝搬音波の消音を行う電子消
音システムにおいて、前記スピーカ１３の放射面を多孔
質材２１で覆うようにしている。 【効果】上記多孔質材２１は電子消音システムの制御周
波数帯を通過させることができ、消音効果を維持しつつ
スピーカを送風路内の塵埃等から保護することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子消音システムに係
り、特に騒音源からの伝搬音波とスピーカからの付加音
との音波干渉によって送風路内（ダクト内）を伝搬する
伝搬音波の消音を能動的に行う電子消音システムに関す
る。
り、特に騒音源からの伝搬音波とスピーカからの付加音
との音波干渉によって送風路内（ダクト内）を伝搬する
伝搬音波の消音を能動的に行う電子消音システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】送風路内を伝搬する騒音に対して、逆位
相かつ同振幅の音波を加えて消音するアクティブノイズ
コントロールと称する電子消音システムが用いられてい
る。図２はこの種の電子消音システムの一例を示すハー
ドウエアブロック図である。この電子消音システムは、
送風路１０内を矢印の方向から伝搬してくる騒音を検出
するセンサマイク１１と、送風路１０内の伝搬音波を打
ち消すスピーカ１３と、伝搬音波を打ち消した後の誤差
を検知するエラーマイク１２と、スピーカ１３に与える
付加音信号を作成するコントローラ１４で構成されてい
る。
相かつ同振幅の音波を加えて消音するアクティブノイズ
コントロールと称する電子消音システムが用いられてい
る。図２はこの種の電子消音システムの一例を示すハー
ドウエアブロック図である。この電子消音システムは、
送風路１０内を矢印の方向から伝搬してくる騒音を検出
するセンサマイク１１と、送風路１０内の伝搬音波を打
ち消すスピーカ１３と、伝搬音波を打ち消した後の誤差
を検知するエラーマイク１２と、スピーカ１３に与える
付加音信号を作成するコントローラ１４で構成されてい
る。
【０００３】コントローラ１４は、増幅器６１、６２、
６３、加算器６４、ディジタルフィルタ３１、３２、３
３、及び演算回路９１から構成されている。センサマイ
ク１１によって検出された騒音を示す騒音信号は、増幅
器６１を介して加算器６４に加えられる。加算器６４の
他の入力には、ディジタルフィルタ３１からの出力信号
が加えられており、加算器６４はこれらの入力信号を加
算し、その加算した信号ｘ(n) をディジタルフィルタ３
２及び３３に出力する。尚、ディジタルフィルタ３１
は、スピーカ１３からの音波が、センサマイク１１に与
える音響フィードバックを相殺するためのものである。
６３、加算器６４、ディジタルフィルタ３１、３２、３
３、及び演算回路９１から構成されている。センサマイ
ク１１によって検出された騒音を示す騒音信号は、増幅
器６１を介して加算器６４に加えられる。加算器６４の
他の入力には、ディジタルフィルタ３１からの出力信号
が加えられており、加算器６４はこれらの入力信号を加
算し、その加算した信号ｘ(n) をディジタルフィルタ３
２及び３３に出力する。尚、ディジタルフィルタ３１
は、スピーカ１３からの音波が、センサマイク１１に与
える音響フィードバックを相殺するためのものである。
【０００４】ところで、ディジタルフィルタ３３は可変
なタップ重み（フィルタ係数）を有するＦＩＲフィルタ
とそれを制御する適応アルゴリズムから実現することが
でき、適応アルゴリズムは上記入力ｘ(n) と、エラーマ
イク１２から増幅器６３を介して入力するエラー出力ｅ
(n) の情報からエラー出力ｅ(n) のエネルギが何等かの
評価基準のもとで最小となるように適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数を調整する。
なタップ重み（フィルタ係数）を有するＦＩＲフィルタ
とそれを制御する適応アルゴリズムから実現することが
でき、適応アルゴリズムは上記入力ｘ(n) と、エラーマ
イク１２から増幅器６３を介して入力するエラー出力ｅ
(n) の情報からエラー出力ｅ(n) のエネルギが何等かの
評価基準のもとで最小となるように適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数を調整する。
【０００５】次に、上記ディジタルフィルタ３３のフィ
ルタ係数を最適値にする方法について説明する。ディジ
タルフィルタ３３の出力ｙ(n) は、入力ｘ(n) とフィル
タ係数ｗi の畳み込みで与えられるため、次式、 で表すことができ、また、エラー出力ｅ(n) は、次式 で表すことができる。尚、(2) 式でｄ(n) はエラーマイ
ク１２で検出される騒音信号を示し、ｒ(n) はスピーカ
１３からエラーマイク１２までの伝送特性を示すディジ
タルフィルタ３２でフィルタされたリファレンス信号
で、 である。
ルタ係数を最適値にする方法について説明する。ディジ
タルフィルタ３３の出力ｙ(n) は、入力ｘ(n) とフィル
タ係数ｗi の畳み込みで与えられるため、次式、 で表すことができ、また、エラー出力ｅ(n) は、次式 で表すことができる。尚、(2) 式でｄ(n) はエラーマイ
ク１２で検出される騒音信号を示し、ｒ(n) はスピーカ
１３からエラーマイク１２までの伝送特性を示すディジ
タルフィルタ３２でフィルタされたリファレンス信号
で、 である。
【０００６】簡素化のために次のベクトル表現、 Ｒ＝［ｒ(n) ，r(ｎ−１），…r(ｎ−Ｉ＋1)］T Ｗ＝［ｗO , ｗ1,… ｗI-1 ］T をとると、前記(2) 式は、次式、 ｅ(n) ＝ｄ(n) ＋ＲT ・Ｗ …(4) で表すことができる。
【０００７】ここで、自乗平均誤差（ＭＳＥ：mean-squ
are error)Ｅ〔ｅ(n)2〕を求めると、(4) 式より、 Ｊ＝Ｅ［ｅ(n)2］ ＝Ｅ［ｄ(n)2］＋２ＷT Ｅ［ＲT ｄ(n) ］＋ＷT Ｅ［ＲT Ｒ］Ｗ …(5) となり、ＭＳＥはフィルタ係数の２次関数になる。２次
の微分は１次であり、その微分を０におくと、最小値Ｊ
min を持つ解が得られる。
are error)Ｅ〔ｅ(n)2〕を求めると、(4) 式より、 Ｊ＝Ｅ［ｅ(n)2］ ＝Ｅ［ｄ(n)2］＋２ＷT Ｅ［ＲT ｄ(n) ］＋ＷT Ｅ［ＲT Ｒ］Ｗ …(5) となり、ＭＳＥはフィルタ係数の２次関数になる。２次
の微分は１次であり、その微分を０におくと、最小値Ｊ
min を持つ解が得られる。
【０００８】さて、最急降下法形のアルゴリズムである
Filtered-x LSMアルゴリズムでは、ＭＳＥ Ｊの推定量
として瞬時自乗誤差ｅ(n)2そのものを用いて、Ｊの導関
数（グラディエント∇）の推定量∇n を、次式、 によって求め、上記∇n を用いて、適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数を、次式により再帰的に更新して
いく。 Ｗn+1 ＝Ｗn ＋μ（−∇n ）＝Ｗn −２μＲn T ｅ(n) …(7) ここで、μは正のスカラで毎回の繰り返しにおける補正
量の大きさを制御するパラメータである。上記(7) 式
は、勾配ベクトル（∇n ）と反対向きに（誤差曲面の最
急降下の向きに）フィルタ係数を逐次更新することを意
味し、これを続ければ、遂にはＭＳＥは最小値Ｊmin に
達し、フィルタ係数は最適値をもつことになる。
Filtered-x LSMアルゴリズムでは、ＭＳＥ Ｊの推定量
として瞬時自乗誤差ｅ(n)2そのものを用いて、Ｊの導関
数（グラディエント∇）の推定量∇n を、次式、 によって求め、上記∇n を用いて、適応型ディジタルフ
ィルタのフィルタ係数を、次式により再帰的に更新して
いく。 Ｗn+1 ＝Ｗn ＋μ（−∇n ）＝Ｗn −２μＲn T ｅ(n) …(7) ここで、μは正のスカラで毎回の繰り返しにおける補正
量の大きさを制御するパラメータである。上記(7) 式
は、勾配ベクトル（∇n ）と反対向きに（誤差曲面の最
急降下の向きに）フィルタ係数を逐次更新することを意
味し、これを続ければ、遂にはＭＳＥは最小値Ｊmin に
達し、フィルタ係数は最適値をもつことになる。
【０００９】図２において、演算回路９１はディジタル
フィルタ３２から加えられるリファレンス信号ｒ(n)
と、エラーマイク１２から増幅器６３を介して加えられ
るエラー信号ｅ(n) とから、上記(7) 式に基づいてフィ
ルタ係数Ｗ(z) を算出し、このフィルタ係数Ｗ(z) でデ
ィジタルフィルタ３３のフィルタ係数Ｗ(z) を更新す
る。
フィルタ３２から加えられるリファレンス信号ｒ(n)
と、エラーマイク１２から増幅器６３を介して加えられ
るエラー信号ｅ(n) とから、上記(7) 式に基づいてフィ
ルタ係数Ｗ(z) を算出し、このフィルタ係数Ｗ(z) でデ
ィジタルフィルタ３３のフィルタ係数Ｗ(z) を更新す
る。
【００１０】ディジタルフィルタ３３は入力信号ｘ(n)
と与えられたフィルタ係数Ｗ(z) との畳み込み演算を行
ってスピーカ１３に付加音信号ｙ(n) を出力し、この付
加音信号ｙ(n) は増幅器６２を介してスピーカ１３に加
えられる。ここで、電子消音システムの音波干渉による
制御可能な周波数範囲は、送風路口径から決まる平面波
周波数以下しか制御できない。
と与えられたフィルタ係数Ｗ(z) との畳み込み演算を行
ってスピーカ１３に付加音信号ｙ(n) を出力し、この付
加音信号ｙ(n) は増幅器６２を介してスピーカ１３に加
えられる。ここで、電子消音システムの音波干渉による
制御可能な周波数範囲は、送風路口径から決まる平面波
周波数以下しか制御できない。
【００１１】そこで、従来より図３に示すように広帯域
での消音量を得るために、平面波周波数以上の騒音対策
用として、送風路内面にグラスウール等の多孔質材２１
を内貼りしている。尚、スピーカ１３の放射面前面で
は、付加音発生の邪魔にならないように前記多孔質材２
１は切り取られていた。
での消音量を得るために、平面波周波数以上の騒音対策
用として、送風路内面にグラスウール等の多孔質材２１
を内貼りしている。尚、スピーカ１３の放射面前面で
は、付加音発生の邪魔にならないように前記多孔質材２
１は切り取られていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにスピーカ１３の放射面が送風路内で露出している
と、送風路内の塵埃等が放射面に付着し、消音量の悪
化、スピーカ１３の耐久性の低下が考えられ改善しなけ
ればならない。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、スピーカを送風路内の塵埃等から保護するこ
とができ、より信頼性の高い電子消音システムを提供す
ることを目的とする。
うにスピーカ１３の放射面が送風路内で露出している
と、送風路内の塵埃等が放射面に付着し、消音量の悪
化、スピーカ１３の耐久性の低下が考えられ改善しなけ
ればならない。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、スピーカを送風路内の塵埃等から保護するこ
とができ、より信頼性の高い電子消音システムを提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、送風路内を伝搬する騒音源からの伝搬音波
をセンサマイクで検出し、該センサマイクの下流側に設
置されたエラーマイクの位置で騒音が最小になるよう
に、前記センサマイクとエラーマイクとの間に設けられ
たスピーカから前記伝搬音波と逆位相で且つ同一音圧の
付加音を発生させて、音波干渉の作用を利用して能動的
に伝搬音波の消音を行う電子消音システムにおいて、前
記スピーカの放射面を多孔質材で覆ったことを特徴とし
ている。
するために、送風路内を伝搬する騒音源からの伝搬音波
をセンサマイクで検出し、該センサマイクの下流側に設
置されたエラーマイクの位置で騒音が最小になるよう
に、前記センサマイクとエラーマイクとの間に設けられ
たスピーカから前記伝搬音波と逆位相で且つ同一音圧の
付加音を発生させて、音波干渉の作用を利用して能動的
に伝搬音波の消音を行う電子消音システムにおいて、前
記スピーカの放射面を多孔質材で覆ったことを特徴とし
ている。
【００１４】
【作用】本発明は、電子消音システム用スピーカにおけ
る周波数特性と消音量の関係を実験により確認し、送風
路内の塵埃対策として、スピーカ放射面前面を多孔質材
で覆うようにしたものである。
る周波数特性と消音量の関係を実験により確認し、送風
路内の塵埃対策として、スピーカ放射面前面を多孔質材
で覆うようにしたものである。
【００１５】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電子消音
システムの好ましい実施例を詳述する。図１は本発明に
係る電子消音システムの一実施例を示す構成図である。
尚、図２、図３と共通する部分には同一の符号を付し、
その詳細な説明は省略する。
システムの好ましい実施例を詳述する。図１は本発明に
係る電子消音システムの一実施例を示す構成図である。
尚、図２、図３と共通する部分には同一の符号を付し、
その詳細な説明は省略する。
【００１６】図１に示すように、送風路１０の内面に
は、消音用内貼り材として多孔質材２１が、スピーカ１
３の放射面前面を含む全内面に内貼りされている。尚、
この多孔質材２１は、面密度４０Kg/m2 、厚さ５０mmの
グラスウールであり、電子消音用の内貼り材と同一仕様
のものである。ところで、上記のようにスピーカ１３の
放射面前面にも多孔質材２１を内貼りした場合には、ス
ピーカ１３の周波数特性は７００Hz以上で大きく低下す
ることが実験により確認された。しかしながら、７００
Hz以上の周波数帯域は電子消音システムの制御周波数範
囲外であることから問題にはならず、消音量を測定した
ところ多孔質材２１の有無による消音量には差がなかっ
た。
は、消音用内貼り材として多孔質材２１が、スピーカ１
３の放射面前面を含む全内面に内貼りされている。尚、
この多孔質材２１は、面密度４０Kg/m2 、厚さ５０mmの
グラスウールであり、電子消音用の内貼り材と同一仕様
のものである。ところで、上記のようにスピーカ１３の
放射面前面にも多孔質材２１を内貼りした場合には、ス
ピーカ１３の周波数特性は７００Hz以上で大きく低下す
ることが実験により確認された。しかしながら、７００
Hz以上の周波数帯域は電子消音システムの制御周波数範
囲外であることから問題にはならず、消音量を測定した
ところ多孔質材２１の有無による消音量には差がなかっ
た。
【００１７】このようにスピーカ放射面前面を多孔質材
２１で覆うことにより、送風路内の塵埃はスピーカ放射
面に付着することがないため、電子消音システムの信頼
性及び耐久性において改善することができる。尚、コン
トローラ１４の構成は本実施例に限らず、種々のものが
考えられ、要はエラーマイク１２の位置で騒音が最小に
なるように、付加音信号をスピーカ１３に出力し、スピ
ーカから伝搬音波と逆位相で且つ同一音圧の付加音を発
生させるものであればいかなるものでもよい。
２１で覆うことにより、送風路内の塵埃はスピーカ放射
面に付着することがないため、電子消音システムの信頼
性及び耐久性において改善することができる。尚、コン
トローラ１４の構成は本実施例に限らず、種々のものが
考えられ、要はエラーマイク１２の位置で騒音が最小に
なるように、付加音信号をスピーカ１３に出力し、スピ
ーカから伝搬音波と逆位相で且つ同一音圧の付加音を発
生させるものであればいかなるものでもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子消
音システムによれば、電子消音システムの制御周波数帯
を通過させることができるグラスウール等の多孔質材で
スピーカ放射面前面を覆うようにしたため、消音効果を
維持することができるとともに、スピーカ放射面に送風
路内の塵埃が付着することがないため常時安定した消音
ができ、またスピーカ放射面に気流も当たらないことか
らスピーカの耐久性も改善することができる。
音システムによれば、電子消音システムの制御周波数帯
を通過させることができるグラスウール等の多孔質材で
スピーカ放射面前面を覆うようにしたため、消音効果を
維持することができるとともに、スピーカ放射面に送風
路内の塵埃が付着することがないため常時安定した消音
ができ、またスピーカ放射面に気流も当たらないことか
らスピーカの耐久性も改善することができる。
【図１】図１は本発明に係る電子消音システムの一実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図２】図２は電子消音システムの一例を示すハードウ
エアブロック図である。
エアブロック図である。
【図３】図３は従来の電子消音システムの一例を示す構
成図である。
成図である。
１０…送風路 １１…センサマイク １２…エラーマイク １３…スピーカ １４…コントローラ ２１…多孔質材
Claims (1)
- 【請求項１】 送風路内を伝搬する騒音源からの伝搬音
波をセンサマイクで検出し、該センサマイクの下流側に
設置されたエラーマイクの位置で騒音が最小になるよう
に、前記センサマイクとエラーマイクとの間に設けられ
たスピーカから前記伝搬音波と逆位相で且つ同一音圧の
付加音を発生させて、音波干渉の作用を利用して能動的
に伝搬音波の消音を行う電子消音システムにおいて、前
記スピーカの放射面を多孔質材で覆ったことを特徴とす
る電子消音システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4073383A JPH05232975A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電子消音システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4073383A JPH05232975A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電子消音システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232975A true JPH05232975A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13516619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4073383A Pending JPH05232975A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 電子消音システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109448690A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-03-08 | 天津职业技术师范大学 | 一种气流管道内噪声主动控制测试系统及测试方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714587B2 (ja) * | 1976-12-17 | 1982-03-25 |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP4073383A patent/JPH05232975A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5714587B2 (ja) * | 1976-12-17 | 1982-03-25 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109448690A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-03-08 | 天津职业技术师范大学 | 一种气流管道内噪声主动控制测试系统及测试方法 |
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