JPH07106886A - 音響生成システム - Google Patents
音響生成システムInfo
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- JPH07106886A JPH07106886A JP9517294A JP9517294A JPH07106886A JP H07106886 A JPH07106886 A JP H07106886A JP 9517294 A JP9517294 A JP 9517294A JP 9517294 A JP9517294 A JP 9517294A JP H07106886 A JPH07106886 A JP H07106886A
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- power amplifier
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/005—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control of digital or coded signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
- H03G9/025—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers frequency-dependent volume compression or expansion, e.g. multiple-band systems
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 娯楽用音響信号に影響を与えないようして、
騒音を効果的に消すことができる音響生成システムを提
供する。 【構成】 複数の信号源２０と、スピーカのような音響
トランスジューサ３２を駆動する１個の電力増幅器２８
とを有する音響生成システム１０であって、電力制限回
路内に調節回路７６を含む。調節回路は電力増幅器２８
から出力されるオーバドライブ信号に応答して、電力増
幅器２８に入力される複数の信号源のうちのひとつの入
力レベルを選択的に制限する。所定のレベルの制限が達
成される迄、オーバドライブ信号３４に応じて電力増幅
器２８への入力レベルが自動的に減らされる。いったん
所定の制限レベルに達すると、調節回路は第２のオーバ
ドライブ信号３６を発生して、電力増幅器２８の出力の
更なる制限を促す。
騒音を効果的に消すことができる音響生成システムを提
供する。 【構成】 複数の信号源２０と、スピーカのような音響
トランスジューサ３２を駆動する１個の電力増幅器２８
とを有する音響生成システム１０であって、電力制限回
路内に調節回路７６を含む。調節回路は電力増幅器２８
から出力されるオーバドライブ信号に応答して、電力増
幅器２８に入力される複数の信号源のうちのひとつの入
力レベルを選択的に制限する。所定のレベルの制限が達
成される迄、オーバドライブ信号３４に応じて電力増幅
器２８への入力レベルが自動的に減らされる。いったん
所定の制限レベルに達すると、調節回路は第２のオーバ
ドライブ信号３６を発生して、電力増幅器２８の出力の
更なる制限を促す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音響生成システムに関す
るものであり、特に音響再生と能動消音とを調節（ａｒ
ｂｉｔｒａｔｅ）して、電力増幅器の出力を選択的に制
限するディジタル信号処理（ＤＳＰ）システムに関する
ものである。
るものであり、特に音響再生と能動消音とを調節（ａｒ
ｂｉｔｒａｔｅ）して、電力増幅器の出力を選択的に制
限するディジタル信号処理（ＤＳＰ）システムに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】音響再生システムを改良するために、デ
ィジタル信号処理（ＤＳＰ）システムを用いて入力信号
の処理を制御し、スピーカから音響を発するための駆動
信号をつくることが行われてきた。
ィジタル信号処理（ＤＳＰ）システムを用いて入力信号
の処理を制御し、スピーカから音響を発するための駆動
信号をつくることが行われてきた。
【０００３】一例を示すと、能動消音制御（ＡＮＣ）生
成システムを有する音響生成システムが知られている。
このシステムは自動車の乗客室に搭載するのに便利であ
って、車が走るときに生ずる道路の騒音とパワートレイ
ンの騒音を補償するものである。このシステムでは、検
出信号を適応フィルタに入力すると、フィルタが検出さ
れた一次ノイズ信号を打ち消す逆位相の信号を発生す
る。
成システムを有する音響生成システムが知られている。
このシステムは自動車の乗客室に搭載するのに便利であ
って、車が走るときに生ずる道路の騒音とパワートレイ
ンの騒音を補償するものである。このシステムでは、検
出信号を適応フィルタに入力すると、フィルタが検出さ
れた一次ノイズ信号を打ち消す逆位相の信号を発生す
る。
【０００４】別の例を示すと、娯楽用の音響再生システ
ムを有する音響生成システムがしばしば自動車に使われ
ている。娯楽用音響システムと室内の能動消音システム
は共に乗客室にいる乗客が感知する音に影響を及ぼすも
のであるから、乗客室内に設置されている同じ出力トラ
ンスジューサ、例えばスピーカ、を使って両システムを
統合し、両方の機能を実行するのが望ましいことは明ら
かである。その上、ＤＳＰ部分は構造が簡単で、ソフト
ウエアの修正により機能の変更が容易であるから、騒音
消去と音響再生とを結合するのは大変実用的なことであ
る。
ムを有する音響生成システムがしばしば自動車に使われ
ている。娯楽用音響システムと室内の能動消音システム
は共に乗客室にいる乗客が感知する音に影響を及ぼすも
のであるから、乗客室内に設置されている同じ出力トラ
ンスジューサ、例えばスピーカ、を使って両システムを
統合し、両方の機能を実行するのが望ましいことは明ら
かである。その上、ＤＳＰ部分は構造が簡単で、ソフト
ウエアの修正により機能の変更が容易であるから、騒音
消去と音響再生とを結合するのは大変実用的なことであ
る。
【０００５】しかしながら、能動消音信号と音響再生信
号との両方に応答して１個の電力増幅器でトランスジュ
ーサを駆動すると、電力増幅器をオーバドライブして、
スピーカに供給される信号を損う、すなわちスピーカか
ら発する音を悪くすることがある。
号との両方に応答して１個の電力増幅器でトランスジュ
ーサを駆動すると、電力増幅器をオーバドライブして、
スピーカに供給される信号を損う、すなわちスピーカか
ら発する音を悪くすることがある。
【０００６】オーバドライブされた電力増幅器の出力信
号のピークがクリップされたときに増幅信号と音響応答
の歪みが生ずるのを避けるために、出力信号がクリップ
されたことを検出してから増幅器の入力または利得を制
限することが行われた。クリッピングをなくし、その結
果歪を除くためである。例えば米国特許５，００１，４
４０号、５，０６８，６２０号、４，０４８，５７３号
に、増幅器の出力のクリッピングを検出して制限する装
置が開示されている。また、米国特許４，９１２，４２
４号に指摘されているように、広帯域の入力信号を制限
するのは望ましくない。なぜならば、低音周波数範囲の
信号だけがクリッピング出力を生じているのに、すべて
の周波数の信号が減衰するからである。そこでこの特許
では、ボリュームと低温制限ループまたは高温制限ルー
プのどちらかに通すことによって、低温領域と広帯域の
出力とを別々に制限する方法を開示した。さらに、自動
車の音響再生システムでは、低周波数の道路とエンジン
との騒音を封じるために低温を増強するのが一般的であ
るから、自動車の音響信号はクリッピングを起こしやす
いのである。
号のピークがクリップされたときに増幅信号と音響応答
の歪みが生ずるのを避けるために、出力信号がクリップ
されたことを検出してから増幅器の入力または利得を制
限することが行われた。クリッピングをなくし、その結
果歪を除くためである。例えば米国特許５，００１，４
４０号、５，０６８，６２０号、４，０４８，５７３号
に、増幅器の出力のクリッピングを検出して制限する装
置が開示されている。また、米国特許４，９１２，４２
４号に指摘されているように、広帯域の入力信号を制限
するのは望ましくない。なぜならば、低音周波数範囲の
信号だけがクリッピング出力を生じているのに、すべて
の周波数の信号が減衰するからである。そこでこの特許
では、ボリュームと低温制限ループまたは高温制限ルー
プのどちらかに通すことによって、低温領域と広帯域の
出力とを別々に制限する方法を開示した。さらに、自動
車の音響再生システムでは、低周波数の道路とエンジン
との騒音を封じるために低温を増強するのが一般的であ
るから、自動車の音響信号はクリッピングを起こしやす
いのである。
【０００７】加えて、車の室内能動消音装置は低周波す
なわち低温領域の信号を発生する。この種のシステムで
は電力制限ループを採用することが知られている。例え
ば、ディジソニックスＤＸモデル４７能動騒音制御装置
は補正信号を処理し、それをシステムモデル化特性フィ
ルタを用いて変えるものであって、電力増幅器に導く二
次ノイズ信号すなわち消音出力を制限するとともに、ス
テップサイズを適応フィルタに合わせて更新するように
している。
なわち低温領域の信号を発生する。この種のシステムで
は電力制限ループを採用することが知られている。例え
ば、ディジソニックスＤＸモデル４７能動騒音制御装置
は補正信号を処理し、それをシステムモデル化特性フィ
ルタを用いて変えるものであって、電力増幅器に導く二
次ノイズ信号すなわち消音出力を制限するとともに、ス
テップサイズを適応フィルタに合わせて更新するように
している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのシス
テムは能動消音回路に限定され、別の信号源から電力増
幅器に加えられる入力を制限するものではない。その
上、両方の信号源を同じ割合で制限するのはよくない。
なぜならば車の使用者にとって、トランスジューサの能
動消音出力よりも娯楽用音響再生システムの出力を制限
される方が気になるからである。
テムは能動消音回路に限定され、別の信号源から電力増
幅器に加えられる入力を制限するものではない。その
上、両方の信号源を同じ割合で制限するのはよくない。
なぜならば車の使用者にとって、トランスジューサの能
動消音出力よりも娯楽用音響再生システムの出力を制限
される方が気になるからである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は音響発生トラン
スジューサを駆動する電力増幅器に入力する多数の音源
を調節する調節回路（ａｒｂｉｔｒａｔｏｒ）を提供す
ることにより、前述の欠点を克服するものである。調節
回路は、１個の電力増幅器に入力する多数の音源のうち
のある入力を制限するのであって、他の音源からの入力
により駆動された電力増幅器の出力を制限するのではな
い。好ましくは、電力増幅器の出力信号がクリップされ
たために生じた歪を検出してクリップ検出信号を発生
し、それをＡＮＣモジュールに入力する。ＡＮＣモジュ
ール内でクリップ検出信号が処理され、電力増幅器に供
給されるＡＮＣモジュールの出力を制限する。更に、好
ましくは、クリップ検出信号に対するリターン信号をＡ
ＮＣモジュールから電力増幅器に返すことによって、Ａ
ＮＣモジュールが電力増幅器に供給する能動消音信号が
所定の限度に達したとき、他の音源から電力増幅器に供
給される入力を更に制限するための信号が処理される。
スジューサを駆動する電力増幅器に入力する多数の音源
を調節する調節回路（ａｒｂｉｔｒａｔｏｒ）を提供す
ることにより、前述の欠点を克服するものである。調節
回路は、１個の電力増幅器に入力する多数の音源のうち
のある入力を制限するのであって、他の音源からの入力
により駆動された電力増幅器の出力を制限するのではな
い。好ましくは、電力増幅器の出力信号がクリップされ
たために生じた歪を検出してクリップ検出信号を発生
し、それをＡＮＣモジュールに入力する。ＡＮＣモジュ
ール内でクリップ検出信号が処理され、電力増幅器に供
給されるＡＮＣモジュールの出力を制限する。更に、好
ましくは、クリップ検出信号に対するリターン信号をＡ
ＮＣモジュールから電力増幅器に返すことによって、Ａ
ＮＣモジュールが電力増幅器に供給する能動消音信号が
所定の限度に達したとき、他の音源から電力増幅器に供
給される入力を更に制限するための信号が処理される。
【００１０】実施例では、能動消音（ＡＮＣ）モジュー
ルは自動車の音響生成システムの低音再生システム内に
ある電力増幅器からクリップ検出信号を受取る。またＡ
ＮＣモジュールは基準信号から消音信号をつくる適応フ
ィルタと、制御システムの出力から誤差信号入力に至る
誤差径路、例えば、増幅器、スピーカ、および消すべき
騒音を検知するマイクロフォンを通る径路をモデル化す
る適応フィルタとを含む。好ましくは、能動消音モジュ
ールから生ずる出力は制御信号からノイズ信号を引くこ
とによって得られる。制御信号は第１の適応フィルタの
中で連続的なオンラインモデル化を行うことによってつ
くられる。消音出力信号は、トランスジューサ径路から
入力された誤差の連続的なオンラインモデル化を行う第
２の適応フィルタにより、システムノイズを補償する。
電力制限器は制御信号を受けてそれを誤差径路モデル化
フィルタのコピーを通し、その出力を騒音検知マイクロ
ホンから生ずる測定誤差信号に加えて、制御信号をつく
る第１の適応フィルタを常に更新する。電力制限器に含
まれる調節回路は好ましくは、制御ソフトウエアに含ま
れるアルゴリズムに従ってディジタル信号処理を行うこ
とにより、その機能が実現される。
ルは自動車の音響生成システムの低音再生システム内に
ある電力増幅器からクリップ検出信号を受取る。またＡ
ＮＣモジュールは基準信号から消音信号をつくる適応フ
ィルタと、制御システムの出力から誤差信号入力に至る
誤差径路、例えば、増幅器、スピーカ、および消すべき
騒音を検知するマイクロフォンを通る径路をモデル化す
る適応フィルタとを含む。好ましくは、能動消音モジュ
ールから生ずる出力は制御信号からノイズ信号を引くこ
とによって得られる。制御信号は第１の適応フィルタの
中で連続的なオンラインモデル化を行うことによってつ
くられる。消音出力信号は、トランスジューサ径路から
入力された誤差の連続的なオンラインモデル化を行う第
２の適応フィルタにより、システムノイズを補償する。
電力制限器は制御信号を受けてそれを誤差径路モデル化
フィルタのコピーを通し、その出力を騒音検知マイクロ
ホンから生ずる測定誤差信号に加えて、制御信号をつく
る第１の適応フィルタを常に更新する。電力制限器に含
まれる調節回路は好ましくは、制御ソフトウエアに含ま
れるアルゴリズムに従ってディジタル信号処理を行うこ
とにより、その機能が実現される。
【００１１】このように本発明では信号源モジュール内
の電力制限器の中に調節回路を設ける。調節回路は他の
信号源からの入力に起因する電力出力を制限する前に、
多くの信号源からの入力を扱う電力増幅器への前記モジ
ュールからの入力を制限する。また、本発明が提供する
能動消音モジュールは電力増幅器から生ずるクリップ検
出信号に応じて、制限された消音信号を生ずる。このモ
ジュールは更に、必要に応じて周期的に、減衰率を自動
的に調整すると共に、電力増幅器の出力を、モジュール
から出力される能動消音信号に所定のレベルの制限が加
えられる程度に、付加的に制限するための第２のクリッ
プ検出信号を生ずる。
の電力制限器の中に調節回路を設ける。調節回路は他の
信号源からの入力に起因する電力出力を制限する前に、
多くの信号源からの入力を扱う電力増幅器への前記モジ
ュールからの入力を制限する。また、本発明が提供する
能動消音モジュールは電力増幅器から生ずるクリップ検
出信号に応じて、制限された消音信号を生ずる。このモ
ジュールは更に、必要に応じて周期的に、減衰率を自動
的に調整すると共に、電力増幅器の出力を、モジュール
から出力される能動消音信号に所定のレベルの制限が加
えられる程度に、付加的に制限するための第２のクリッ
プ検出信号を生ずる。
【００１２】また、本発明が提供する音響生成システム
は好ましくは音響源と能動消音源とを含む。このシステ
ムでは、例えば音響システムの低周波すなわち低音再生
部のような少なくとも一部が、高レベルの歪発生源を有
するものとして分離されており、例えば分離された歪発
生源の中に電力制限回路を含んでいる。更に、本発明に
よれば、音響再生システムと能動消音モジュールとが１
個の電力増幅器を用いて、音響生成システムのスピーカ
を駆動する娯楽用音響信号に影響を与える前に、電力増
幅器に入力する能動消音入力にできる限りの制限を加え
ることによって、音響生成時のいらだちを軽減する。更
に、本発明のシステムによれば、ＡＮＣ制御装置の安定
性が増し、スピーカから生ずる音響出力の完全性と制御
性とが改良される。更に、本システムはハードウエアの
付加を実質的に必要としないので、一般に装置を付加す
る際に付随する実装上の問題が生じない。
は好ましくは音響源と能動消音源とを含む。このシステ
ムでは、例えば音響システムの低周波すなわち低音再生
部のような少なくとも一部が、高レベルの歪発生源を有
するものとして分離されており、例えば分離された歪発
生源の中に電力制限回路を含んでいる。更に、本発明に
よれば、音響再生システムと能動消音モジュールとが１
個の電力増幅器を用いて、音響生成システムのスピーカ
を駆動する娯楽用音響信号に影響を与える前に、電力増
幅器に入力する能動消音入力にできる限りの制限を加え
ることによって、音響生成時のいらだちを軽減する。更
に、本発明のシステムによれば、ＡＮＣ制御装置の安定
性が増し、スピーカから生ずる音響出力の完全性と制御
性とが改良される。更に、本システムはハードウエアの
付加を実質的に必要としないので、一般に装置を付加す
る際に付随する実装上の問題が生じない。
【００１３】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の好ましい実
施例を詳細に説明するが、図面の中で同様な要素には同
じ参照番号を付けてある。
施例を詳細に説明するが、図面の中で同様な要素には同
じ参照番号を付けてある。
【００１４】図１に示すように、音響生成システム１０
は音響再生システム１２と室内能動消音システム１４と
の組合せから成る。音響再生システム１２は音響発生源
２０に応答して作動する高周波電力部１６と低周波電力
部１８とを含む。音響発生源２０は例えばラジオ受信
機、コンパクトディスクプレイヤ、カセットテーププレ
イヤなどの娯楽用媒体制御装置を１個または複数含み、
左右の信号１９，２１から成るステレオ音響信号を高域
通過フィルタと低域通過フィルタに供給する。両フィル
タの後段にはそれぞれ高周波電力部１６と低周波電力部
１８とが接続されている。また、低周波電力部１８には
能動消音（ＡＮＣ）モジュール２２が含まれている。
は音響再生システム１２と室内能動消音システム１４と
の組合せから成る。音響再生システム１２は音響発生源
２０に応答して作動する高周波電力部１６と低周波電力
部１８とを含む。音響発生源２０は例えばラジオ受信
機、コンパクトディスクプレイヤ、カセットテーププレ
イヤなどの娯楽用媒体制御装置を１個または複数含み、
左右の信号１９，２１から成るステレオ音響信号を高域
通過フィルタと低域通過フィルタに供給する。両フィル
タの後段にはそれぞれ高周波電力部１６と低周波電力部
１８とが接続されている。また、低周波電力部１８には
能動消音（ＡＮＣ）モジュール２２が含まれている。
【００１５】しかしながら、本発明の調節機構を用いた
別の音響生成システムを構成することもできる。例えば
図１に仮想線で示したように、左チャネル信号１９と右
チャネル信号２１を各々別々の増幅器２９とトランスジ
ューサの組に導いて、帯域フィルタを使わないようにす
る。この構成では、ＡＮＣモジュール２３が、分離され
たチャネルの増幅器２９の各々に信号を供給する。後に
もっと詳細に説明するが、ＡＮＣモジュール２２または
２３から生ずる消去出力２４または２４１，２４２は、
音響発生源２０から発する出力と一緒に電力増幅器、例
えば低周波電力部１８の電力増幅器２８、または図１に
仮想線で示した分離されたチャネル増幅器２９、に入力
される。電力増幅器２８は駆動信号３０を１個または複
数のトランスジューサすなわちスピーカ３２、例えば低
周波信号の音響再生用ウーハスピーカ、に供給する。
別の音響生成システムを構成することもできる。例えば
図１に仮想線で示したように、左チャネル信号１９と右
チャネル信号２１を各々別々の増幅器２９とトランスジ
ューサの組に導いて、帯域フィルタを使わないようにす
る。この構成では、ＡＮＣモジュール２３が、分離され
たチャネルの増幅器２９の各々に信号を供給する。後に
もっと詳細に説明するが、ＡＮＣモジュール２２または
２３から生ずる消去出力２４または２４１，２４２は、
音響発生源２０から発する出力と一緒に電力増幅器、例
えば低周波電力部１８の電力増幅器２８、または図１に
仮想線で示した分離されたチャネル増幅器２９、に入力
される。電力増幅器２８は駆動信号３０を１個または複
数のトランスジューサすなわちスピーカ３２、例えば低
周波信号の音響再生用ウーハスピーカ、に供給する。
【００１６】ＡＮＣモジュール２２はクリップ検出信号
３４によって電力増幅器２８と相互に作用する。クリッ
プ検出信号３４は例えばＴＤＡ７３６０のような音響電
力増幅器を用いて通常の方法でつくられ、クリップ検出
応答を表わす２進信号がＡＮＣモジュール２２に供給さ
れる。同様に、ＡＮＣモジュール２２はクリップ検出信
号３４に応答して、所定のレベル、すなわち最大許容レ
ベルに電力を制限する信号を出力２４に供給したとき、
そのことを知らせる信号３６を電力増幅器２８に伝え
る。後述するが（図２）、またＡＮＣモジュール２２は
例えば基準信号３８のような一次ノイズ信号を適応フィ
ルタに通したものに応答して二次信号すなわち消音信号
２４を発生する。この消音信号２４は検出された誤差信
号４０を適応フィルタ４２に通すことによって調節され
る。
３４によって電力増幅器２８と相互に作用する。クリッ
プ検出信号３４は例えばＴＤＡ７３６０のような音響電
力増幅器を用いて通常の方法でつくられ、クリップ検出
応答を表わす２進信号がＡＮＣモジュール２２に供給さ
れる。同様に、ＡＮＣモジュール２２はクリップ検出信
号３４に応答して、所定のレベル、すなわち最大許容レ
ベルに電力を制限する信号を出力２４に供給したとき、
そのことを知らせる信号３６を電力増幅器２８に伝え
る。後述するが（図２）、またＡＮＣモジュール２２は
例えば基準信号３８のような一次ノイズ信号を適応フィ
ルタに通したものに応答して二次信号すなわち消音信号
２４を発生する。この消音信号２４は検出された誤差信
号４０を適応フィルタ４２に通すことによって調節され
る。
【００１７】図２に詳細に示すように、ＡＮＣモジュー
ル２２は、エンジンの回転に同期している基準信号３８
のような一次ノイズ信号、あるいは、モジュール２２が
発生する消音信号２４の影響を受けるノイズ関連の他の
信号に応答して出力２４を生ずる。基準信号３８は適応
フィルタ４２に導かれ、その出力４４を利用して消音信
号２４が作成される。消音信号２４には制御出力４４が
含まれるほか、ノイズ４６が加わる。このノイズ４６は
システム誤差径路のモデル化に利用される。ノイズ４６
は擬似ランダム２進データ列を含み、これは誤差径路を
モデル化するためと誤差径路のモデル化フィルタ４８を
得るための信号源として使われる。フィルタ４８がつく
る伝達関数Ｃ（Ｚ）は、増幅器２８、出力トランスジュ
ーサ（スピーカ）３２、および少くとも１個の測定され
た誤差信号４０を発生するトランスジューサ、例えば１
個または複数のマイクロホン、を通る誤差径路を表わ
す。
ル２２は、エンジンの回転に同期している基準信号３８
のような一次ノイズ信号、あるいは、モジュール２２が
発生する消音信号２４の影響を受けるノイズ関連の他の
信号に応答して出力２４を生ずる。基準信号３８は適応
フィルタ４２に導かれ、その出力４４を利用して消音信
号２４が作成される。消音信号２４には制御出力４４が
含まれるほか、ノイズ４６が加わる。このノイズ４６は
システム誤差径路のモデル化に利用される。ノイズ４６
は擬似ランダム２進データ列を含み、これは誤差径路を
モデル化するためと誤差径路のモデル化フィルタ４８を
得るための信号源として使われる。フィルタ４８がつく
る伝達関数Ｃ（Ｚ）は、増幅器２８、出力トランスジュ
ーサ（スピーカ）３２、および少くとも１個の測定され
た誤差信号４０を発生するトランスジューサ、例えば１
個または複数のマイクロホン、を通る誤差径路を表わ
す。
【００１８】各適応フィルタ４２と４８は、望ましいよ
うに決めたサンプル周期毎に値が更新される係数を採用
している。伝達関数Ｃ（Ｚ）はノイズ信号４６と、フィ
ルタ４８によりモデル化されたノイズ効果と共に測定さ
れた誤差信号４０との和を表わす信号５０とを用いて、
サンプル周期毎に更新される。これらの信号が所定のス
テップサイズで処理されてフィルタ４８を更新する。そ
の際、一方で極端に遅いフィルタの応答を避け、他方で
制御不可能なフィルタの変動を避けるように、適当な経
験則に基づいた増分を行う。フィルタ４２も同様に更新
されるが、誤差信号６０と、基準信号３８をフィルタ４
８のコピー７８に通した信号５４とを入力として、同様
に所定のステップサイズで処理される。誤差信号６０は
誤差信号５０に電力制御器６２の出力を加えてつくられ
る。電力制限器６２はディジタル誤差径路を伝達される
制御信号４４のエネルギー量を決めるものである。フィ
ルタ４８のコピー６８を通る前では電力制限回路６２の
利得はＫであり、Ｋの値がディジタル誤差径路を通る制
御信号４４のエネルギー量を決める。制御信号４４は利
得Ｋにより増幅されて、制限制御信号７４を発生する。
その結果、総合的な電力増幅器出力は約１／（Ｋ＋１）
に減衰する。
うに決めたサンプル周期毎に値が更新される係数を採用
している。伝達関数Ｃ（Ｚ）はノイズ信号４６と、フィ
ルタ４８によりモデル化されたノイズ効果と共に測定さ
れた誤差信号４０との和を表わす信号５０とを用いて、
サンプル周期毎に更新される。これらの信号が所定のス
テップサイズで処理されてフィルタ４８を更新する。そ
の際、一方で極端に遅いフィルタの応答を避け、他方で
制御不可能なフィルタの変動を避けるように、適当な経
験則に基づいた増分を行う。フィルタ４２も同様に更新
されるが、誤差信号６０と、基準信号３８をフィルタ４
８のコピー７８に通した信号５４とを入力として、同様
に所定のステップサイズで処理される。誤差信号６０は
誤差信号５０に電力制御器６２の出力を加えてつくられ
る。電力制限器６２はディジタル誤差径路を伝達される
制御信号４４のエネルギー量を決めるものである。フィ
ルタ４８のコピー６８を通る前では電力制限回路６２の
利得はＫであり、Ｋの値がディジタル誤差径路を通る制
御信号４４のエネルギー量を決める。制御信号４４は利
得Ｋにより増幅されて、制限制御信号７４を発生する。
その結果、総合的な電力増幅器出力は約１／（Ｋ＋１）
に減衰する。
【００１９】図３を参照すると、制限制御信号７４を生
ずる電力制限器６２の利得を決めるのに用いられる定数
Ｋは、クリップ検出信号３４（ＣＤ１）の関数である。
図４に詳細に示すように、クリップ検出信号３４の関数
としての定数Ｋは、電力増幅器２８のオーバドライブを
補償することによって影響を受けるのが、能動消音モジ
ュール２２の消音出力２４だけなのか、それとも消音信
号２４と娯楽用音響システム１２から生ずる第１の音源
信号２６との両方なのかを、論理的に更新するアルゴリ
ズムによって決められる。
ずる電力制限器６２の利得を決めるのに用いられる定数
Ｋは、クリップ検出信号３４（ＣＤ１）の関数である。
図４に詳細に示すように、クリップ検出信号３４の関数
としての定数Ｋは、電力増幅器２８のオーバドライブを
補償することによって影響を受けるのが、能動消音モジ
ュール２２の消音出力２４だけなのか、それとも消音信
号２４と娯楽用音響システム１２から生ずる第１の音源
信号２６との両方なのかを、論理的に更新するアルゴリ
ズムによって決められる。
【００２０】クリップ検出信号３４がオフで（ステップ
１０４）、定数Ｋが０より大きいとき（ステップ１０
６）、定数Ｋは所定の量Δだけ減り（ステップ１０
８）、クリップ検出出力３６（ＣＤ２）は０に保たれる
（ステップ１１０）。もしクリップ検出信号３４がオン
で（ステップ１０４）、定数Ｋがまだ所定の最大値にな
ってなければ（ステップ１１２）、Ｋは所定の量、例え
ばΔだけ増えるが（ステップ１１４）、ＡＮＣモジュー
ル２２から電力増幅器２８に供給されるクリップ検出出
力３６（ＣＤ２）はオフのまま、すなわち０に保たれる
（ステップ１１０）。いずれの場合でも、Ｋの変化分Δ
は応用により変えることができる。例えば、増幅器の信
号クリッピングの限界近傍では電力制限の安定性を保証
するためにΔを可変にする、あるいはＫを増やすのか減
らすのかを変更することが必要なこともある。しかし、
いったんＫが所定の値に達して、かつクリップ検出信号
３４がオンであるという信号を増幅器２８が出し続けて
いれば、クリップ検出信号３４（ＣＤ１）と等しいクリ
ップ検出信号（ＣＤ２）３６がＡＮＣモジュール２２か
ら電力増幅器２８に伝えられる（ステップ１１５）。
１０４）、定数Ｋが０より大きいとき（ステップ１０
６）、定数Ｋは所定の量Δだけ減り（ステップ１０
８）、クリップ検出出力３６（ＣＤ２）は０に保たれる
（ステップ１１０）。もしクリップ検出信号３４がオン
で（ステップ１０４）、定数Ｋがまだ所定の最大値にな
ってなければ（ステップ１１２）、Ｋは所定の量、例え
ばΔだけ増えるが（ステップ１１４）、ＡＮＣモジュー
ル２２から電力増幅器２８に供給されるクリップ検出出
力３６（ＣＤ２）はオフのまま、すなわち０に保たれる
（ステップ１１０）。いずれの場合でも、Ｋの変化分Δ
は応用により変えることができる。例えば、増幅器の信
号クリッピングの限界近傍では電力制限の安定性を保証
するためにΔを可変にする、あるいはＫを増やすのか減
らすのかを変更することが必要なこともある。しかし、
いったんＫが所定の値に達して、かつクリップ検出信号
３４がオンであるという信号を増幅器２８が出し続けて
いれば、クリップ検出信号３４（ＣＤ１）と等しいクリ
ップ検出信号（ＣＤ２）３６がＡＮＣモジュール２２か
ら電力増幅器２８に伝えられる（ステップ１１５）。
【００２１】クリップ検出出力３６は電力増幅器２８の
出力を更に制限する必要性を指示するものである。第１
の音源信号２６の電力増幅器２８への入力を制限するこ
とによって、更なる制限が行われる。増幅器の出力がク
リップされるのを避けるために使うことができる音響再
生入力の制限回路は例えば米国特許４，９１２，４２４
号、４，９７８，９２６号、５，００１，４４０号に開
示されているので参照されたい。図１に示したフィード
バック利得ループ２５はその役目を果たすものである。
増幅器の出力を制限する他の例は、例えば米国特許５，
１７５，５０８号の可変利得増幅器に開示されているの
で参照されたい。
出力を更に制限する必要性を指示するものである。第１
の音源信号２６の電力増幅器２８への入力を制限するこ
とによって、更なる制限が行われる。増幅器の出力がク
リップされるのを避けるために使うことができる音響再
生入力の制限回路は例えば米国特許４，９１２，４２４
号、４，９７８，９２６号、５，００１，４４０号に開
示されているので参照されたい。図１に示したフィード
バック利得ループ２５はその役目を果たすものである。
増幅器の出力を制限する他の例は、例えば米国特許５，
１７５，５０８号の可変利得増幅器に開示されているの
で参照されたい。
【００２２】この結果、好ましい実施例の音響生成シス
テム１０は、電力増幅器の出力が最もクリッピングを起
こしやすい周波数範囲で出力を制限することによって、
性能を改良している。しかも、本システムが設置される
場所の利用者にとって最も目立ちにくく、すなわち異和
感のないやり方で制限を行うことができる。その結果、
本発明は特に自動車の乗客室で、音響娯楽システムと室
内消音システムを一緒に使うのに好適である。その上、
本発明の調節回路は設備の拡張や電源の増強を必要とせ
ず、容易に自動車内に実現することができる。更に、本
発明は自動車の中で既に使われている、例えばＤＳＰ音
響再生システムのＤＳＰ部の融通性と有用性を実質的に
高めるものである。
テム１０は、電力増幅器の出力が最もクリッピングを起
こしやすい周波数範囲で出力を制限することによって、
性能を改良している。しかも、本システムが設置される
場所の利用者にとって最も目立ちにくく、すなわち異和
感のないやり方で制限を行うことができる。その結果、
本発明は特に自動車の乗客室で、音響娯楽システムと室
内消音システムを一緒に使うのに好適である。その上、
本発明の調節回路は設備の拡張や電源の増強を必要とせ
ず、容易に自動車内に実現することができる。更に、本
発明は自動車の中で既に使われている、例えばＤＳＰ音
響再生システムのＤＳＰ部の融通性と有用性を実質的に
高めるものである。
【００２３】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、当業者なら本発明の範囲から逸脱することなく、多
くの修正が自明であろう。
が、当業者なら本発明の範囲から逸脱することなく、多
くの修正が自明であろう。
【図１】自動車の乗客室の中で使われる本発明による音
響生成システムの概略ブロック図。
響生成システムの概略ブロック図。
【図２】図１に示した能動消音モジュールの概略ブロッ
ク図。
ク図。
【図３】図２に示したモジュールで使われるアービトレ
ータの概略ブロック図。
ータの概略ブロック図。
【図４】図３に示したアービトレータの信号処理を制御
するアルゴリズムを表わす概略フローチャートを示す
図。
するアルゴリズムを表わす概略フローチャートを示す
図。
１０ 音響生成システム １２ 音響再生システム １４ 能動消音システム １６ 高周波電力部 １８ 低周波電力部 ２０ 音響発生源 ２２ 能動消音モジュール ２４ 消音信号 ２６ 第１の音源信号 ２８ 電力増幅器 ３０ トランスジューサの駆動信号 ３２ トランスジューサ（スピーカ） ３４ クリップ検出信号 ３６ 第２のクリップ検出信号 ３８ 基準信号 ４０ 測定された誤差信号 ４２ 第１の適応フィルタ ４４ 制御信号 ４６ ノイズ信号源 ４８ 第２の適応フィルタ ６２ 電力制限回路 ７６ 調節回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｇ 5/16 Ｂ 9067−5Ｊ Ｃ 9067−5Ｊ Ｄ 9067−5Ｊ Ｈ０３Ｈ 17/02 Ｐ 8842−5Ｊ 21/00 8842−5Ｊ (72)発明者 ニコラス エル． ディフィオレ アメリカ合衆国ミシガン州ファーミントン ヒルズ，ノッティングウッド 32319 (72)発明者 アール アール．ゲデス アメリカ合衆国ミシガン州リボニア，サザ ンプトン 16183 (72)発明者 アンドリュー シー．クロクマル アメリカ合衆国ミシガン州カントン，エマ ーソン ドライブ 7258 (72)発明者 マイロン アイ．セニック アメリカ合衆国ミシガン州スターリング ハイツ，フェアーウェイ 11204 (72)発明者 ジェームス エル．クゼカジ アメリカ合衆国ウィスコンシン州マジソ ン，オールド ソーク ロード 6945
Claims (7)
- 【請求項１】 第１と第２の入力信号をそれぞれ供給す
る第１と第２の信号源と、 両入力信号に応じて駆動信号を発生する電力増幅器と、 前記駆動信号に応じて音響を伝達するトランスジューサ
と、 前記駆動信号がクリップされたときにクリップ検出信号
を発生するクリップ検出器と、 前記クリップ検出信号に応じて、前記電力増幅器に供給
される前記第１の入力信号を減らすことによって前記第
１と第２の信号源のうちの一方から前記電力増幅器へ供
給される入力信号を制限するとともに、前記第１の入力
信号を所定のレベルに制限した後に前記電力増幅器に供
給される前記第１と第２の入力信号の両方の出力を減ら
すことによって、前記駆動信号を選択的に制限する調節
回路と、 を含むことを特徴とする、音響生成システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記調節
回路は、前記第１と第２の信号源のうちの前記一方の信
号源における電力制限回路を含むことを特徴とする、音
響生成システム。 - 【請求項３】 請求項１記載の装置において、前記第１
の信号源は能動消音用信号発生器を含み、前記第２の信
号源は娯楽用音響源を含むことを特徴とする、音響生成
システム。 - 【請求項４】 一次ノイズ信号と、検出された誤差信号
と、電力増幅器から生ずるクリップ検出信号とに応じ
て、能動消音出力を発生する能動消音モジュールであっ
て、 一次ノイズ信号入力と、 前記一次ノイズ信号入力に応じて制御信号を発生する消
音フィルタと、 消音すべきノイズを表わす誤差信号入力と、 前記誤差信号に応じてシステム誤差信号を発生するモデ
ル化フィルタと、 擬似ランダムビット列のノイズ信号を発生するノイズ発
生器と、 前記制御信号から前記ビット列信号を引いた差信号を作
成することにより、能動消音出力を発生する減算器と、 前記能動消音出力の出力レベルを制御する電力制限回路
であって、該電力制限回路の利得を所定の限界レベルに
調節し、前記所定の限界レベルに達しかつ該電力増幅器
のクリップ検出信号が存在しているときに第２のクリッ
プ検出信号を発生する調節回路を含む電力制限回路と、 を含む能動消音モジュール。 - 【請求項５】 請求項４記載の能動消音モジュールにお
いて、前記誤差信号入力と、前記システム誤差信号と、
ステップサイズ収束パラメータとに応じて、前記消音フ
ィルタが連続的に更新されることを特徴とする、能動消
音モジュール。 - 【請求項６】 請求項４記載の能動消音モジュールにお
いて、前記ノイズ信号と、前記誤差信号入力と、ステッ
プサイズ収束パラメータとに応じて、前記モデル化フィ
ルタが連続的に更新されることを特徴とする、能動消音
モジュール。 - 【請求項７】 トランスジューサを駆動する共通の増幅
器を共有する２個の信号源と、該増幅器のオーバドライ
ブ状態を報知する手段とを有する音響生成システム用の
電力制限回路であって、 基準信号をフィルタにかけて得られた制御信号出力と、 前記制御信号を受信し、再生システムの少なくとも一部
の誤差径路をモデル化して該制御信号の電力制限された
変形を作成するフィルタと、 前記オーバドライブ状態を監視して、報知信号に応じて
所定の限度まで前記制御信号の電力制限された変形を減
少させ、前記所定の限度に達したときに該報知信号に応
じて限界信号を発生する調節制御回路と、 を含むことを特徴とする電力制限装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/082,633 US5469510A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Arbitration adjustment for acoustic reproduction systems |
| US082633 | 1993-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106886A true JPH07106886A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=22172393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9517294A Pending JPH07106886A (ja) | 1993-06-28 | 1994-05-09 | 音響生成システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5469510A (ja) |
| EP (1) | EP0631383B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07106886A (ja) |
| DE (1) | DE69427323T2 (ja) |
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