JPH06138883A - 消音装置 - Google Patents
消音装置Info
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- JPH06138883A JPH06138883A JP4286049A JP28604992A JPH06138883A JP H06138883 A JPH06138883 A JP H06138883A JP 4286049 A JP4286049 A JP 4286049A JP 28604992 A JP28604992 A JP 28604992A JP H06138883 A JPH06138883 A JP H06138883A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない演算処理量で広帯域の騒音を精度良く
制御することのできる消音装置を提供する。 【構成】 騒音検出用マイクロフォン３と、エラー検出
用マイクロフォン５と、該エラー検出用マイクロフォン
による検出信号に該検出信号と前記騒音検出用マイクロ
フォンによる検出信号とのコヒーレンスを基に算出され
た重み係数をかけてエラー検出用マイクロフォンによる
検出信号を調整する重み付けフィルタ７と、前記騒音検
出用マイクロフォンによる検出信号を基にして騒音を打
ち消す信号を作る可変係数フィルタ６と、前記騒音検出
用マイクロフォンによる検出信号と前記重み付けフィル
タからの出力とにより前記可変係数フィルタの係数を算
出する可変係数演算部８と、前記可変係数フィルタから
の出力信号に基づき騒音を打ち消す音を出すスピーカ４
とより構成される。
制御することのできる消音装置を提供する。 【構成】 騒音検出用マイクロフォン３と、エラー検出
用マイクロフォン５と、該エラー検出用マイクロフォン
による検出信号に該検出信号と前記騒音検出用マイクロ
フォンによる検出信号とのコヒーレンスを基に算出され
た重み係数をかけてエラー検出用マイクロフォンによる
検出信号を調整する重み付けフィルタ７と、前記騒音検
出用マイクロフォンによる検出信号を基にして騒音を打
ち消す信号を作る可変係数フィルタ６と、前記騒音検出
用マイクロフォンによる検出信号と前記重み付けフィル
タからの出力とにより前記可変係数フィルタの係数を算
出する可変係数演算部８と、前記可変係数フィルタから
の出力信号に基づき騒音を打ち消す音を出すスピーカ４
とより構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気調和機等のダクトを
伝って室内に入り込む騒音をこれと逆相の付加音で打ち
消す消音装置に関する。
伝って室内に入り込む騒音をこれと逆相の付加音で打ち
消す消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に騒音の低減方法の一つとして、吸
音材や防振材を用いて騒音を制御する受動型騒音制御法
がある。この方法は駆動源やその周辺または騒音伝播経
路に吸音材や防振材を設置して騒音を制御するもので、
制御する周波数によって材料の質、大きさ及び形を変え
る必要があり、特に低周波騒音の制御を行うにはシステ
ムが大きくなるという欠点があった。
音材や防振材を用いて騒音を制御する受動型騒音制御法
がある。この方法は駆動源やその周辺または騒音伝播経
路に吸音材や防振材を設置して騒音を制御するもので、
制御する周波数によって材料の質、大きさ及び形を変え
る必要があり、特に低周波騒音の制御を行うにはシステ
ムが大きくなるという欠点があった。
【０００３】一方近年、騒音の制御法としてデジタル信
号処理を用いた能動型騒音制御システムが提案され、一
部商品化も行われている。図５はこの騒音制御システム
の一例を示す構成図であり、１０１は騒音源（例えば換
気扇）、１０２は騒音検出用マイクロフォン、１０３は
消音用スピーカ、１０４はエラー検出用マイクロフォ
ン、１０５は前記騒音検出用マイクロフォン１０２によ
る検出信号からこの騒音を打ち消す逆相の付加音を作る
可変係数ＦＩＲ（Fast Impulse Response)フィルタ、１
０６は前記フィルタ１０５の係数を算出する可変係数演
算部である。
号処理を用いた能動型騒音制御システムが提案され、一
部商品化も行われている。図５はこの騒音制御システム
の一例を示す構成図であり、１０１は騒音源（例えば換
気扇）、１０２は騒音検出用マイクロフォン、１０３は
消音用スピーカ、１０４はエラー検出用マイクロフォ
ン、１０５は前記騒音検出用マイクロフォン１０２によ
る検出信号からこの騒音を打ち消す逆相の付加音を作る
可変係数ＦＩＲ（Fast Impulse Response)フィルタ、１
０６は前記フィルタ１０５の係数を算出する可変係数演
算部である。
【０００４】係る従来の制御法に於て騒音源１０１が発
生する騒音信号を騒音検出用マイクロフォン１０２で検
出し、この信号を基に検出用マイクロフォン１０４が設
置されている制御点位置において当該騒音と同振幅且つ
逆位相の信号を作り出す際、前記騒音信号を可変係数フ
ィルタ１０５でフィルタ処理し、処理後の信号によって
スピーカ１０３を駆動し、このスピーカ１０３から消去
音を付加的に発生させる。 この発生された消去音と騒
音とが制御点で互いに干渉し合い、結果的に騒音が低減
される。そしてこの干渉音をさらにエラー検出用マイク
ロフォン１０４で検出し、検出された信号をエラー信号
としてこの信号が最小となるように前記可変係数演算部
１０６で係数更新アルゴリズムによって新たなフィルタ
係数を算出する。
生する騒音信号を騒音検出用マイクロフォン１０２で検
出し、この信号を基に検出用マイクロフォン１０４が設
置されている制御点位置において当該騒音と同振幅且つ
逆位相の信号を作り出す際、前記騒音信号を可変係数フ
ィルタ１０５でフィルタ処理し、処理後の信号によって
スピーカ１０３を駆動し、このスピーカ１０３から消去
音を付加的に発生させる。 この発生された消去音と騒
音とが制御点で互いに干渉し合い、結果的に騒音が低減
される。そしてこの干渉音をさらにエラー検出用マイク
ロフォン１０４で検出し、検出された信号をエラー信号
としてこの信号が最小となるように前記可変係数演算部
１０６で係数更新アルゴリズムによって新たなフィルタ
係数を算出する。
【０００５】ここでの係数更新アルゴリズムは一般的に
はFiltered-XLMS が多く用いられている。これはフィル
タ係数を次の数１に基づいて時々刻々と更新していくも
のである。
はFiltered-XLMS が多く用いられている。これはフィル
タ係数を次の数１に基づいて時々刻々と更新していくも
のである。
【０００６】
【数１】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】さて上記従来の構成に
おいて、広帯域に亙る周波数の騒音を制御しようとする
場合、あるいは精度良く騒音を制御したい場合は、可変
係数フィルタの次数を大きくしたり、あるいはある程度
制御する騒音の周波数領域を制限する必要が生じるとい
う欠点があった。
おいて、広帯域に亙る周波数の騒音を制御しようとする
場合、あるいは精度良く騒音を制御したい場合は、可変
係数フィルタの次数を大きくしたり、あるいはある程度
制御する騒音の周波数領域を制限する必要が生じるとい
う欠点があった。
【０００８】また信号処理部を低域部と高域部とに帯域
分割し処理を行う場合、適応処理部が複数個必要にな
り、これにともなって処理量が増大して、ハードウェア
の規模が大きくなるという問題点があった。
分割し処理を行う場合、適応処理部が複数個必要にな
り、これにともなって処理量が増大して、ハードウェア
の規模が大きくなるという問題点があった。
【０００９】本発明は、係る従来技術の問題点に鑑みな
されたものであり、少ない演算処理量で広帯域の騒音を
精度良く制御することのできる消音装置を提供すること
を目的とするものである。
されたものであり、少ない演算処理量で広帯域の騒音を
精度良く制御することのできる消音装置を提供すること
を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、騒音検出用マ
イクロフォンと、エラー検出用マイクロフォンと、該エ
ラー検出用マイクロフォンによる検出信号に該検出信号
と前記騒音検出用マイクロフォンによる検出信号とのコ
ヒーレンスを基に算出された重み係数をかけてエラー検
出用マイクロフォンによる検出信号を調整する重み付け
フィルタと、前記騒音検出用マイクロフォンによる検出
信号を基にして騒音を打ち消す信号を作る可変係数フィ
ルタと、前記騒音検出用マイクロフォンによる検出信号
と前記重み付けフィルタからの出力とにより前記可変係
数フィルタの係数を算出する可変係数演算部と、前記可
変係数フィルタからの出力信号に基づき騒音を打ち消す
音を出すスピーカとより構成される。
イクロフォンと、エラー検出用マイクロフォンと、該エ
ラー検出用マイクロフォンによる検出信号に該検出信号
と前記騒音検出用マイクロフォンによる検出信号とのコ
ヒーレンスを基に算出された重み係数をかけてエラー検
出用マイクロフォンによる検出信号を調整する重み付け
フィルタと、前記騒音検出用マイクロフォンによる検出
信号を基にして騒音を打ち消す信号を作る可変係数フィ
ルタと、前記騒音検出用マイクロフォンによる検出信号
と前記重み付けフィルタからの出力とにより前記可変係
数フィルタの係数を算出する可変係数演算部と、前記可
変係数フィルタからの出力信号に基づき騒音を打ち消す
音を出すスピーカとより構成される。
【００１１】
【作用】一般的に騒音の能動制御における効果は、騒音
信号と制御点における騒音信号とのコヒーレンスと関係
が深いことが知られている。ここで言うコヒーレンスと
は、２つの信号に含まれる周波数成分の関連性の強さを
示す量であり、次の数２より求められる。
信号と制御点における騒音信号とのコヒーレンスと関係
が深いことが知られている。ここで言うコヒーレンスと
は、２つの信号に含まれる周波数成分の関連性の強さを
示す量であり、次の数２より求められる。
【００１２】
【数２】
【００１３】この数２を見ると騒音検出信号と制御点に
おける騒音信号とのコヒーレンスが大きければ、両信号
の周波数成分の関連性は強く、且つ騒音の制御効果が大
きいといえる。したがってこのコヒーレンスを用いて理
想的な制御効果を次の数３により導くことができる。
おける騒音信号とのコヒーレンスが大きければ、両信号
の周波数成分の関連性は強く、且つ騒音の制御効果が大
きいといえる。したがってこのコヒーレンスを用いて理
想的な制御効果を次の数３により導くことができる。
【００１４】
【数３】
【００１５】上記本発明の構成はこの理論に基づいて制
御効果を上げようとするもので、コヒーレンスをあらか
じめ測定し、この測定結果から理想的な制御効果Ｒ
（ω）を算出する。そして前記Ｒ（ω）と同じ特性を有
するフィルタを設計し、このフィルタを制御点に設けた
エラー検出用マイクロフォンの近傍に設けた重み付けフ
ィルタとして重み付け処理を行うようにする。このよう
にしてコヒーレンスが小さく制御効果の少ない周波数帯
域の信号には重みを少なくする等の操作を行い、重み付
けにより、制御に不必要な信号を低減させて効率よく能
動制御を行い、広帯域の騒音を精度良く制御することが
可能となる。
御効果を上げようとするもので、コヒーレンスをあらか
じめ測定し、この測定結果から理想的な制御効果Ｒ
（ω）を算出する。そして前記Ｒ（ω）と同じ特性を有
するフィルタを設計し、このフィルタを制御点に設けた
エラー検出用マイクロフォンの近傍に設けた重み付けフ
ィルタとして重み付け処理を行うようにする。このよう
にしてコヒーレンスが小さく制御効果の少ない周波数帯
域の信号には重みを少なくする等の操作を行い、重み付
けにより、制御に不必要な信号を低減させて効率よく能
動制御を行い、広帯域の騒音を精度良く制御することが
可能となる。
【００１６】
【実施例】以下本発明消音装置をその一実施例に基づき
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は消音装置のシステム構成図を示し、
１は空気調和機用ダクト、２は騒音発生源としてのファ
ン、３はこのファン２の近傍に設けられて騒音２１を検
出する騒音検出用マイクロフォン、４はダクト１内の制
御点の近傍に設けられて騒音を打ち消す付加音４１を発
するスピーカ、５は前記騒音２１に付加音４１が重畳さ
れたのちの音を検出するエラー検出用マイクロフォン、
６は前記騒音検出用マイクロフォンの検出信号をフィル
タ操作して前記スピーカ４を駆動する駆動信号を作る可
変係数フィルタ、７は前記エラー検出用マイクロフォン
５によって得られた信号に重み付けを行う重み付けフィ
ルタ、８は前記騒音検出用マイクロフォン３からの検出
信号及び重み付けフィルタからの出力により前記可変係
数フィルタ６の係数を調整する可変係数演算部である。
１は空気調和機用ダクト、２は騒音発生源としてのファ
ン、３はこのファン２の近傍に設けられて騒音２１を検
出する騒音検出用マイクロフォン、４はダクト１内の制
御点の近傍に設けられて騒音を打ち消す付加音４１を発
するスピーカ、５は前記騒音２１に付加音４１が重畳さ
れたのちの音を検出するエラー検出用マイクロフォン、
６は前記騒音検出用マイクロフォンの検出信号をフィル
タ操作して前記スピーカ４を駆動する駆動信号を作る可
変係数フィルタ、７は前記エラー検出用マイクロフォン
５によって得られた信号に重み付けを行う重み付けフィ
ルタ、８は前記騒音検出用マイクロフォン３からの検出
信号及び重み付けフィルタからの出力により前記可変係
数フィルタ６の係数を調整する可変係数演算部である。
【００１８】斯かる構成において、ファン３の回転によ
って生じた騒音はダクト１を通ってダクト１の開口部１
１に伝播される。
って生じた騒音はダクト１を通ってダクト１の開口部１
１に伝播される。
【００１９】まず重み付けフィルタ７の係数を算出す
る。これはファン３の近傍の騒音検出用マイクロフォン
３の検出信号と、ダクト１の開口部１１近傍のエラー検
出用マイクロフォン５の検出信号を用いて前記数２によ
りコヒーレンスを測定し、この測定結果を用いて前記数
３により理想消音量を算出する。
る。これはファン３の近傍の騒音検出用マイクロフォン
３の検出信号と、ダクト１の開口部１１近傍のエラー検
出用マイクロフォン５の検出信号を用いて前記数２によ
りコヒーレンスを測定し、この測定結果を用いて前記数
３により理想消音量を算出する。
【００２０】図２は本実施例で測定したコヒーレンスよ
り算出した理想消音量の周波数による変化を示す図であ
る。この図から本実施例においては、従来の方法によれ
ば周波数の低域及び高域で理想消音量の値が小さく、消
音による制御効果が薄いことがわかる。
り算出した理想消音量の周波数による変化を示す図であ
る。この図から本実施例においては、従来の方法によれ
ば周波数の低域及び高域で理想消音量の値が小さく、消
音による制御効果が薄いことがわかる。
【００２１】図３は前記図２で示された理想消音量のデ
ータを用いて適当な窓関数によるデータ補正を行い、重
み付け係数を設定した重み付けフィルタ７のインパルス
応答を示す特性図である。
ータを用いて適当な窓関数によるデータ補正を行い、重
み付け係数を設定した重み付けフィルタ７のインパルス
応答を示す特性図である。
【００２２】以上のようにしてあらかじめ重み付けフィ
ルタ７の重み係数を設定しておいてから実際の能動制御
の動作を行った。すなわちファン２の発する騒音を騒音
検出用マイクロフォン３により検出し、この検出信号を
可変係数フィルタ６に入力して処理を行い、該フィルタ
６からの制御信号によってスピーカ４を駆動する。
ルタ７の重み係数を設定しておいてから実際の能動制御
の動作を行った。すなわちファン２の発する騒音を騒音
検出用マイクロフォン３により検出し、この検出信号を
可変係数フィルタ６に入力して処理を行い、該フィルタ
６からの制御信号によってスピーカ４を駆動する。
【００２３】一方エラー検出用マクロフォン５で検出さ
れたエラー信号を前述のようにしてあらかじめ測定で得
られたコヒーレンスから導いたフィルタ係数を有する重
み付けフィルタ７で重み付けし、この重み付けられたエ
ラー信号と前記騒音信号により可変係数演算部８でのエ
ラー信号が最小になるように適応制御アルゴリズムの一
つであるＬＭＳ（Least Mean Square ）アルゴリズム等
に基づいて可変係数フィルタ６の係数の更新を行う。
れたエラー信号を前述のようにしてあらかじめ測定で得
られたコヒーレンスから導いたフィルタ係数を有する重
み付けフィルタ７で重み付けし、この重み付けられたエ
ラー信号と前記騒音信号により可変係数演算部８でのエ
ラー信号が最小になるように適応制御アルゴリズムの一
つであるＬＭＳ（Least Mean Square ）アルゴリズム等
に基づいて可変係数フィルタ６の係数の更新を行う。
【００２４】以上のようにしてエラー検出用マイクロフ
ォン５のあるポイントで騒音信号と同振幅で且つ逆位相
の制御信号とが干渉し合い、結果的に騒音が低減され
る。図５は本実施例による消音の効果を説明するための
ゲイン−周波数特性図であり、図中実線はまったく消音
制御を行わない生の騒音、点線は上記実施例による消音
制御を行った場合、破線は従来の方法で消音制御を行っ
た場合を夫々示している。この図から明らかなように本
実施例では周波数の低域から高域にかけてまんべんなく
消音による良好な特性が得られていることが分かる。
ォン５のあるポイントで騒音信号と同振幅で且つ逆位相
の制御信号とが干渉し合い、結果的に騒音が低減され
る。図５は本実施例による消音の効果を説明するための
ゲイン−周波数特性図であり、図中実線はまったく消音
制御を行わない生の騒音、点線は上記実施例による消音
制御を行った場合、破線は従来の方法で消音制御を行っ
た場合を夫々示している。この図から明らかなように本
実施例では周波数の低域から高域にかけてまんべんなく
消音による良好な特性が得られていることが分かる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば、エ
ラー信号にあらかじめ得られたコヒーレンスを基に算出
した重み付けを行うことにより、制御効果の大きい周波
数帯域の信号には重みを大きくし、コヒーレンスが小さ
く制御効果の少ない周波数帯域の信号には重みを小さく
することが可能となり、低音域から高音域までの広い範
囲の騒音を効率よく消音制御することが可能になる効果
が期待できる。
ラー信号にあらかじめ得られたコヒーレンスを基に算出
した重み付けを行うことにより、制御効果の大きい周波
数帯域の信号には重みを大きくし、コヒーレンスが小さ
く制御効果の少ない周波数帯域の信号には重みを小さく
することが可能となり、低音域から高音域までの広い範
囲の騒音を効率よく消音制御することが可能になる効果
が期待できる。
【図１】本発明消音装置の一実施例の構成を示す基本ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】理想制御効果の周波数特性図である。
【図３】重み付けフィルタのインパルス応答を示す図で
ある。
ある。
【図４】従来と本発明の消音装置の消音効果を比較する
特性図である。
特性図である。
【図５】従来の消音装置の基本ブロック図である。
１ ダクト ２ ファン ３ 騒音検出用マイクロフォン ４ 消音用スピーカ ５ エラー検出用マイクロフォン ６ 可変係数フィルタ ７ 重み付けフィルタ ８ 可変係数演算部
Claims (1)
- 【請求項１】 騒音検出用マイクロフォンと、エラー検
出用マイクロフォンと、該エラー検出用マイクロフォン
による検出信号に該検出信号と前記騒音検出用マイクロ
フォンによる検出信号とのコヒーレンスを基に算出され
た重み係数をかけてエラー検出用マイクロフォンによる
検出信号を調整する重み付けフィルタと、前記騒音検出
用マイクロフォンによる検出信号を基にして騒音を打ち
消す信号を作る可変係数フィルタと、前記騒音検出用マ
イクロフォンによる検出信号と前記重み付けフィルタか
らの出力とにより前記可変係数フィルタの係数を算出す
る可変係数演算部と、前記可変係数フィルタからの出力
信号に基づき騒音を打ち消す音を出すスピーカとよりな
る消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28604992A JP3544999B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28604992A JP3544999B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138883A true JPH06138883A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3544999B2 JP3544999B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=17699309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28604992A Expired - Fee Related JP3544999B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544999B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10171466A (ja) * | 1996-12-12 | 1998-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 能動騒音制御装置 |
| WO2011052088A1 (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-05 | 三菱電機株式会社 | 騒音制御システム、並びに、それを搭載したファン構造体及び空気調和機の室外機 |
| WO2011077602A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28604992A patent/JP3544999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10171466A (ja) * | 1996-12-12 | 1998-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 能動騒音制御装置 |
| WO2011052088A1 (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-05 | 三菱電機株式会社 | 騒音制御システム、並びに、それを搭載したファン構造体及び空気調和機の室外機 |
| JP5570522B2 (ja) * | 2009-11-02 | 2014-08-13 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機の室外機 |
| US9163853B2 (en) | 2009-11-02 | 2015-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Noise control system, and fan structure and outdoor unit of air-conditioning-apparatus each equipped therewith |
| WO2011077602A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JP2011137560A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和機 |
| CN102686951A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-19 | 三菱电机株式会社 | 空调机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3544999B2 (ja) | 2004-07-21 |
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