JPH05323976A - アクティブ消音装置 - Google Patents

アクティブ消音装置

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Publication number
JPH05323976A
JPH05323976A JP4134637A JP13463792A JPH05323976A JP H05323976 A JPH05323976 A JP H05323976A JP 4134637 A JP4134637 A JP 4134637A JP 13463792 A JP13463792 A JP 13463792A JP H05323976 A JPH05323976 A JP H05323976A
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JP
Japan
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sound
noise
sound source
speaker
reversal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4134637A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Matsuura
哲哉 松浦
Takehiko Hiei
武彦 樋江井
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP4134637A priority Critical patent/JPH05323976A/ja
Publication of JPH05323976A publication Critical patent/JPH05323976A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 適応型FIRフィルタを用いたアクティブ消
音装置において、消音可能な周波数帯域を小さくするこ
となく、付加音源を点状音源に近似させて理想的な消音
効果を得るようにする。 【構成】 騒音に対して逆位相で同振幅の反転音を放射
するスピーカ(3)にスリット板(6)を取付けて、こ
のスピーカ(3)における反転音放射部分が、ダクト
(1)における騒音の伝播方向の1次元モデルに対して
略点状となるようにする。これにより、スピーカ(3)
を理想的な点状音源に近似させることができ、それでい
て、付加音源(3)の大きさは従来と同様にすることが
できるので、消音可能な周波数帯域を狭くすることなく
理想的な消音効果を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダクト等の音波の伝播
通路内の非定常的な広帯域の騒音に対して、これとは逆
位相で且つ同振幅の反転音を作用させて消音を行うアク
ティブ消音装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のアクティブ消音装置
として、適応型FIR(Finite Inpulse Response)
フィルタを設け、該適応型FIRフィルタにより騒音信
号に対して逆位相で同振幅の反転音信号を生成した後、
該反転音信号を付加音源に入力して反転音をダクト等の
被消音空間に放射するとともに、前記被消音空間の所定
観測点にモニタマイクロホンを配置し、該観測点にて騒
音と前記付加音源から放射された反転音との合成音を該
マイクロホンにより検出し、該合成音を低減音レベルと
して前記適応型FIRフィルタにフィードバックして、
該低減音レベルを小さくするように適応型FIRフィル
タのフィルタ係数を逐次更新することにより、前記観測
点周辺の音圧レベルを低減するようにしたものが知られ
ている(例えば電子情報通信学会の技術研究報告の19
88年EA−88−29参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
アクティブ消音においては、反転音の放射領域はできる
だけ小さいほうが好ましく、つまり、付加音源であるス
ピーカは点状音源であることが理想的であることが知ら
れている。
【0004】しかしながら、実際には、スピーカの反転
音放射部分は面状の広がりをもっており、音の伝播方向
の1次元モデルを考えると、スピーカが線状の音源とな
っているため、理想的な消音効果を得ることができない
のが実情であった。
【0005】この点を考慮してスピーカの径をできるだ
け小さくして、スピーカを点状音源に近似させるとも考
えられるが、このような構成では、スピーカから低周波
数の反転音を発することができなくなり、低周波数騒音
に対して消音効果を得ることができなくなってしまって
消音可能な周波数帯域を狭くしてしまうことになる。
【0006】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、消音可能な周波数帯域
を狭くすることなく、付加音源を点状音源に近似させて
理想的な消音を行うことができる構成を得ることを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、付加音源としてのスピーカに対し、反
転音の放射部分を小さくすることで、付加音源を点状音
源に近似させるようにした。つまり、請求項1記載の発
明の具体的な解決手段は、騒音信号に対して逆位相で同
振幅の反転音信号を生成する適応型FIRフィルタ
(4)と、該適応型FIRフィルタ(4)により生成し
た反転音信号を受けて反転音を被消音空間(1)に放射
する付加音源(3)と、前記被消音空間(1)の所定観
測点に配置され該観測点の低減音レベルを検出して前記
適応型FIRフィルタ(4)にフィードバックするモニ
タマイクロホン(5)とを備えたアクティブ消音装置を
前提としている。そして、前記付加音源(3)に、その
反転音放射部分が、前記被消音空間(1)における騒音
の伝播方向の1次元モデルに対して略点状となるよう
に、反転音の放射領域を規制する反転音放射領域規制手
段を設けるような構成とした。
【0008】請求項2記載の発明の解決手段は、前記請
求項1記載のアクティブ消音装置において、反転音放射
領域規制手段を、付加音源(3)に取付けられたスリッ
ト板(6)で成す。そして、該スリット板(6)に形成
されているスリット(S)を、騒音の伝播方向に対して
直交する方向に延びるように形成している。
【0009】
【作用】以上の構成により、請求項1記載のアクティブ
消音装置では、適応型FIRフィルタ(4)によって生
成された反転音信号が付加音源(3)に入力され、該付
加音源(3)から被消音空間(1)に反転音が放射され
る。また、モニタマイクロホン(5)が観測点において
低減音レベルを検出して前記適応型FIRフィルタ
(4)にフィードバックし、適応型FIRフィルタ
(4)のフィルタ係数が逐次更新される。このような動
作に伴い、前記付加音源(3)には反転音放射領域規制
手段が設けられていて、反転音放射部分が、前記被消音
空間(1)における騒音の伝播方向の1次元モデルに対
して略点状となるように、反転音の放射領域が規制され
ているので、付加音源(3)を理想的な点状音源に近似
させることができ、それでいて、付加音源(3)の大き
さは従来と同様にすることができるので、消音可能な周
波数帯域を狭くすることなく理想的な消音効果を得るこ
とができる。
【0010】請求項2記載の発明に係るアクティブ消音
装置では、付加音源(3)に取付けられたスリット板
(6)のスリット(S)からのみ反転音が照射されるこ
とになり、このスリット(S)は、騒音の伝播方向に対
して直交する方向に延びているために、付加音源(3)
が騒音の伝播方向の1次元モデルに対して略点状となっ
ている。このため、簡単な構成でもって理想的な消音効
果を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
【0012】図1はアクティブ消音装置の全体構成を示
し、(1)は音波の伝播通路としての本発明でいう被消
音空間を形成するダクトである。(2)は該ダクト
(1)内の騒音を検出する検出マイクロホン、(3)は
該検出マイクロホン(2)の騒音伝播方向の下流側に配
置されて騒音とは逆位相で且つ同振幅の反転音をダクト
(1)の被消音空間に放射するための付加音源としての
スピーカである。
【0013】また、(4)は前記検出マイクロホン
(2)の出力信号を受ける適応型FIRフィルタであっ
て、該適応型FIRフィルタ(4)は、消音フィルタ
(4a)及び適応制御用の制御部(4b)を有し、該消
音フィルタ(4a)は前記検出マイクロホン(2)から
受けた騒音信号とは基本的に逆位相で同振幅の反転音信
号を生成するものである。また、制御部(4b)は、最
小二乗平均法(LMS;Least Mean Square)アルゴ
リズムによる適応制御を行うものであって、前記検出マ
イクロホン(2)からの信号と、後述するモニタマイク
ロホン(5)からフィードバックされる低減音信号とに
基いて、ダクト(1)内の後述する観測点周辺の音圧レ
ベルを低減するようにLMSの制御パラメータとしての
前記消音フィルタ(4a)のフィルタ係数を更新して、
消音フィルタ(4a)の反転音信号を適応制御し補正す
るものである。
【0014】そして、前記適応型FIRフィルタ(4)
の消音フィルタ(4a)により生成した反転音信号は、
上記のスピーカ(3)に入力される。
【0015】また、ダクト(1)内には、スピーカ
(3)の騒音伝播方向下流側の所定観測点にモニタマイ
クロホン(5)が配置されている。該モニタマイクロホ
ン(5)は、進行する騒音を前記スピーカ(3)から放
射された反転音の作用により低減した低減音レベルをそ
の観測点にて検出するものであって、検出した低減音信
号を、前記適応型FIRフィルタ(4)にフィードバッ
クして、その低減音信号に基いて該適応型FIRフィル
タ(4)のLMSの制御パラメータとしての消音フィル
タ(4a)のフィルタ係数を更新するようにしている。
【0016】次に、本例の特徴とする構成について説明
する。この本例の特徴とする構成としては、上述したよ
うに、この種のアクティブ消音装置においては、スピー
カ(3)から発せられる反転音の放射領域はできるだけ
小さいほうが好ましく、つまり、スピーカ(3)は点状
音源であることが理想的である。これを実現するため
に、本例の特徴とする構成として、前記スピーカ(3)
にはスリット板(6)が設けられている。このスリット
板(6)は、2枚の略半円状の板材(6a),(6b)
で成り、図2及び図3に示すごとく、前記ダクト(1)
内を伝播する騒音の伝播方向(矢印参照)に亘って対向
して配置されている。これによって、この両板材(6
a),(6b)の間には小間隔でなるスリット(S)
が、騒音の伝播方向に対して直交する方向に延びるよう
に形成されている。これによって、スピーカ(3)から
発せられる反転音は、このスリット(S)のみから放射
されることになり、音の伝播方向の1次元モデルを考え
ると、この反転音の放射される部分が点状の音源として
みなされることになる。そして、スピーカ(3)の径寸
法は従来のものと同様であり(例えば270mm)、この
スリット板(6)が配設されることによって変更するよ
うなことは不要である。また、スリット板(6)の各板
材(6a),(6b)の厚さ寸法は比較的大きく(例え
ば5mm)設定されており、この板材(6a),(6b)
自身が振動して音源となるようなことがないように高い
剛性をもった構成とされている。
【0017】次に、上記のアクティブ消音装置を用いて
ダクト(1)内の騒音を消音する消音動作について説明
する。
【0018】先ず、ダクト(1)内の騒音を検出マイク
ロホン(2)により検出し、その騒音信号を適応型FI
Rフィルタ(4)に入力する。そして、該適応型FIR
フィルタ(4)によって、前記騒音信号とは逆位相で且
つ同振幅の反転音信号が生成され、この反転音信号がス
ピーカ(3)に入力されて、該スピーカ(3)から反転
音がダクト(1)内に放射される。このことにより、ダ
クト(1)内の騒音は、スピーカ(3)から放射された
反転音により良好に低減されることになる。
【0019】さらに、観測点では低減された騒音レベル
がモニタマイクロホン(5)により検出され、この低減
された騒音信号,つまり低減音信号が適応型FIRフィ
ルタ(4)にフィードバックされて、この低減音信号に
基いてLMSの制御パラメータの消音フィルタ(4a)
のフィルタ係数が逐次更新されるので、消音フィルタ
(4a)による反転音信号の生成がダクト(1)内の騒
音に対して経時的に精度良く行われて、該フィルタ係数
が収束した際にはダクト(1)内の観測点周辺の音圧レ
ベルが最も良好に低減されることになる。
【0020】このような動作に伴い、本例では、スピー
カ(3)にスリット板(6)が設けられ、小間隔でなる
スリット(S)が、騒音の伝播方向に対して直交する方
向に延びるように形成されているために、スピーカ
(3)から発せられる反転音は、このスリット(S)の
みから放射されることになって、音の伝播方向の1次元
モデルを考えると、この反転音の放射される部分が略点
状の音源となっている。このため、スピーカ(3)から
発せられる反転音の放射領域は小さくなり、つまり、ス
ピーカ(3)を理想的な点状音源に近似させることがで
き、それでいて、スピーカ(3)の径は従来と同寸法が
確保されているので、低周波数の反転音の放射が可能で
あり、消音可能な周波数帯域を狭くすることなく、スピ
ーカ(3)を点状音源に近似させて理想的な消音効果を
得ることができる。
【0021】(実験例)次に、本発明の効果を確認する
ために行った実験について説明する。この実験では、本
例の構成のようにスピーカ(3)にスリット板(6)を
取付けた場合と、該スリット板(6)を備えていない場
合の各アクティブ消音装置の夫々に対し、アクティブ消
音装置を備えていないダクトにおける騒音の発生状態を
比較し、夫々の騒音周波数とモニタマイクロホンに入力
される電圧の相対レベルとの関係を測定した。この結果
を図5及び図6に示す。図5において本発明に係るアク
ティブ消音装置を実線で、アクティブ消音装置を備えて
いないものを破線で示している。また、図6においてス
リット板を備えていない従来のアクティブ消音装置を実
線で、アクティブ消音装置を備えていないものを破線で
示している。
【0022】この図5及び図6からも判るように、周波
数0〜500Hzの間における騒音の減衰量の平均は、本
発明に係るアクティブ消音装置では7.8dBA であり、
一方、従来のアクティブ消音装置では6.3dBA となっ
ている。つまり、本発明に係るアクティブ消音装置によ
れば、従来のアクティブ消音装置よりも更に1.5dBA
の減衰量だけ消音効果が向上されていることが判り、本
発明の効果が確認されたことになる。また、特に、30
0〜400Hzの帯域において顕著な消音効果が現れてい
ることも判る。
【0023】尚、前記スリット板(6)は板材(6
a),(6b)が一体形成されて成るような構成のもの
であってもよい。また、本例では、反転音の放射部分を
スリット(S)で形成したが、小径の円形状に形成して
もよく、要するに、音の伝播方向の1次元モデルを考え
た場合に、反転音の放射される部分が点状の音源となる
ような構成であればよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のアク
ティブ消音装置によれば以下に述べるような効果が発揮
される。請求項1記載の発明によれば、付加音源(3)
に、その反転音放射部分が、被消音空間(1)における
騒音の伝播方向の1次元モデルに対して略点状となるよ
うに、反転音の放射領域を規制する反転音放射領域規制
手段を設けるような構成としたために、付加音源(3)
を理想的な点状音源に近似させることができ、それでい
て、付加音源(3)の大きさは従来と同様にすることが
できるので、消音可能な周波数帯域を狭くすることなく
理想的な消音効果を得ることができ、アクティブ消音装
置の性能の向上を図ることができる。
【0025】請求項2記載の発明によれば、反転音放射
領域規制手段を、付加音源(3)に取付けられたスリッ
ト板(6)で成し、該スリット板(6)に形成されてい
るスリット(S)を、騒音の伝播方向に対して直交する
方向に延びるように形成したために、簡単な構成でもっ
て、付加音源(3)を騒音の伝播方向の1次元モデルに
対して略点状とすることができて理想的な消音効果を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アクティブ消音装置全体の概略構成を示す図で
ある。
【図2】スピーカの側面図である。
【図3】スピーカの平面図である。
【図4】本発明に係るアクティブ消音装置における消音
効果を確認するために行った実験の結果を示す図であ
る。
【図5】従来のアクティブ消音装置における消音状態を
測定した実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
(1) ダクト(被消音空間) (3) スピーカ(付加音源) (4) 適応型FIRフィルタ (5) モニタマイクロホン (6) スリット板 (S) スリット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転
    音信号を生成する適応型FIRフィルタ(4)と、該適
    応型FIRフィルタ(4)により生成した反転音信号を
    受けて反転音を被消音空間(1)に放射する付加音源
    (3)と、前記被消音空間(1)の所定観測点に配置さ
    れ該観測点の低減音レベルを検出して前記適応型FIR
    フィルタ(4)にフィードバックするモニタマイクロホ
    ン(5)とを備えたアクティブ消音装置において、 前記付加音源(3)は、その反転音放射部分が、前記被
    消音空間(1)における騒音の伝播方向の1次元モデル
    に対して略点状となるように、反転音の放射領域を規制
    する反転音放射領域規制手段が設けられていることを特
    徴とするアクティブ消音装置。
  2. 【請求項2】 反転音放射領域規制手段は、付加音源
    (3)に取付けられたスリット板(6)で成っており、
    該スリット板(6)に形成されているスリット(S)
    は、騒音の伝播方向に対して直交する方向に延びて形成
    されていることを特徴とするアクティブ消音装置。
JP4134637A 1992-05-27 1992-05-27 アクティブ消音装置 Withdrawn JPH05323976A (ja)

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JP4134637A JPH05323976A (ja) 1992-05-27 1992-05-27 アクティブ消音装置

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JP4134637A JPH05323976A (ja) 1992-05-27 1992-05-27 アクティブ消音装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103248972A (zh) * 2012-02-01 2013-08-14 彭彦儒 可抑制回授的麦克风构造
US9344797B2 (en) 2012-01-09 2016-05-17 Yan Ru Peng Microphone module with and method for feedback suppression

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Effective date: 19990803