JPH11126082A - Muffling device - Google Patents

Muffling device

Info

Publication number
JPH11126082A
JPH11126082A JP9288106A JP28810697A JPH11126082A JP H11126082 A JPH11126082 A JP H11126082A JP 9288106 A JP9288106 A JP 9288106A JP 28810697 A JP28810697 A JP 28810697A JP H11126082 A JPH11126082 A JP H11126082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
frequency
filter
converter
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9288106A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4075110B2 (en
Inventor
Tetsuya Mori
哲也 毛利
Hiroyuki Hashimoto
裕之 橋本
Kenichi Terai
賢一 寺井
Kazuhiro Yamamoto
和浩 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP28810697A priority Critical patent/JP4075110B2/en
Publication of JPH11126082A publication Critical patent/JPH11126082A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4075110B2 publication Critical patent/JP4075110B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a muffling device capable of reducing noise even when a noise transferring time is short by reducing the processing delay time when an active noise control is used. SOLUTION: This device is a muffling device in which an active noise control digitally processing the noise from a noise source is used. Here, a transfer function from a speaker 9 till a microphone 1b being an error detector is preliminarily identified in an Fx filter 10 being a transfer function corrector and the sound pressuer of the sound pressure frequency characteristic of the speaker 9 is made small in a band higher than a Nyquist frequency and the processing delay time is reduced by making the Nyquist frequency equal to or smaller than the sound pressure level at the position of the microphone 1b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は能動的騒音制御を用
いた消音装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silencer using active noise control.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、空調騒音、あるいは工場や自動車
の室内騒音などをディジタル信号処理技術を用いてスピ
ーカから制御音を出力して消音する能動的騒音装置が提
案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed an active noise apparatus which outputs a control sound from a loudspeaker using a digital signal processing technology to mitigate air conditioning noise or indoor noise of a factory or an automobile and mute the noise.

【0003】以下、図12により従来の消音装置につい
て説明する。図12は、従来の消音装置のブロック図を
示すものである。同図において、1a,1bは騒音検出
器および誤差検出器であるところのマイクロホン、2
a,2bはマイクアンプ、3a,3b,3cはローパス
フィルタ、4a,4bはサンプルホールド回路、5a,
5bはADコンバータ、6はアダプティブフィルタ、7
はDAコンバータ、8はパワーアンプ、9aはスピー
カ、10は伝達関数補正器であるところのFxフィル
タ、11は係数演算器であるところのLMS演算器であ
る。
Hereinafter, a conventional silencer will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a block diagram of a conventional silencer. In the figure, reference numerals 1a and 1b denote microphones, which are a noise detector and an error detector, respectively.
a, 2b are microphone amplifiers, 3a, 3b, 3c are low-pass filters, 4a, 4b are sample-and-hold circuits, 5a,
5b is an AD converter, 6 is an adaptive filter, 7
Denotes a DA converter, 8 denotes a power amplifier, 9a denotes a speaker, 10 denotes an Fx filter which is a transfer function corrector, and 11 denotes an LMS calculator which is a coefficient calculator.

【0004】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。まず騒音はマイク
ロホン1aで検出され、その検出信号がマイクアンプ2
aで増幅された後、ローパスフィルタ3aで高域成分を
除去する。そしてローパスフィルタ3aの出力は、サン
プルホールド回路4aでサンプリング周期毎にサンプル
され、その出力がADコンバータ5aでデジタル信号に
変換される。そしてADコンバータ5aの出力は、アダ
プティブフィルタ6とFxフィルタ10に入力される。
そしてアダプティブフィルタ6で信号処理された騒音信
号は、DAコンバータ7によってアナログ信号に復元さ
れ、ローパスフィルタ3cで高域成分を除去された後、
パワーアンプ8で増幅されてスピーカ9aから出力され
る。
[0004] The operation of the thus configured silencer will be described below. First, noise is detected by the microphone 1a, and the detection signal is transmitted to the microphone amplifier 2
After being amplified by a, the high-pass component is removed by the low-pass filter 3a. The output of the low-pass filter 3a is sampled by the sample-and-hold circuit 4a at each sampling cycle, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5a. The output of the AD converter 5a is input to the adaptive filter 6 and the Fx filter 10.
Then, the noise signal processed by the adaptive filter 6 is restored to an analog signal by the DA converter 7, and after the high-frequency component is removed by the low-pass filter 3c,
The signal is amplified by the power amplifier 8 and output from the speaker 9a.

【0005】そして騒音制御点に設置されたマイクロホ
ン1bでは、スピーカ9aからの再生音と騒音源からの
騒音が干渉した音を検出する。そしてマイクロホン1b
からの誤差信号は、マイクアンプ2bで増幅された後、
ローパスフィルタ3bで高域成分を除去される。そして
ローパスフィルタ3bの出力は、サンプルホールド回路
4bでサンプリング周期毎にサンプルされ、その出力が
ADコンバータ5bでデジタル信号に変換される。一
方、Fxフィルタ10にはDAコンバータ7からスピー
カ9a、マイクロホン1bを介してADコンバータ5b
までの伝達関数が予め係数として求められており、AD
コンバータ5aからの信号がこの係数を用いて処理さ
れ、LMS演算器11に入力される。LMS演算器11
はこのFxフィルタ10からの出力とADコンバータ5
bからの出力を用いて、ADコンバータ5bからの出力
信号が最小となるようにLMS演算(最小自乗法)を行
ってアダプティブフィルタ6の係数を更新する。これに
よってマイクロホン1bにおいてスピーカ9aからの制
御音により騒音が減衰する。
[0005] The microphone 1b installed at the noise control point detects a sound in which the reproduced sound from the speaker 9a and the noise from the noise source interfere with each other. And the microphone 1b
Is amplified by the microphone amplifier 2b,
The high-pass component is removed by the low-pass filter 3b. The output of the low-pass filter 3b is sampled by the sample-and-hold circuit 4b at each sampling cycle, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5b. On the other hand, the Fx filter 10 has the AD converter 5b from the DA converter 7 via the speaker 9a and the microphone 1b.
The transfer function up to AD is previously obtained as a coefficient,
The signal from converter 5a is processed using this coefficient, and input to LMS calculator 11. LMS calculator 11
Is the output from the Fx filter 10 and the AD converter 5
Using the output from b, the coefficient of the adaptive filter 6 is updated by performing an LMS operation (least square method) so that the output signal from the AD converter 5b is minimized. As a result, noise is attenuated in the microphone 1b by the control sound from the speaker 9a.

【0006】この方法をFiltered-x LMSアルゴリズム
(例えば参考文献として、B.Widrow and S.Stearns,「A
daptive Signal Processing」(Prentice-Hall,Englewo
od Cliffs,NJ,1985)という。これを用いて、アダプテ
ィブフィルタ6の係数更新を数式で表現すると以下のよ
うに表せる。
[0006] This method is applied to the Filtered-x LMS algorithm (for example, see B. Widrow and S. Stearns, "A
daptive Signal Processing ”(Prentice-Hall, Englewo
od Cliffs, NJ, 1985). Using this, the coefficient update of the adaptive filter 6 can be expressed as follows by using a mathematical expression.

【0007】 w(n+1)=w(n)+αxT(n)c(n)e(n) =w(n)+αr(n)e(n) となる。[0007] w (n + 1) = w (n) + αxT (n) c (n) e (n) = w (n) + αr (n) e (n)

【0008】ここで wT(n)={w0(n),w1(n),……,wN−1(n)} r(n)=xT(n)c(n) xT(n)={x(n),x(n−1),……,x(n−N+1)} cT(n)={c0(n),c1(n),……,cN−1(n)} yT(n)={y(n),y(n−1),……,y(n−N+1)} y(n)=xT(n)w(n) ただし w(n);アダプティブフィルタ6の係数(タップ数は
N) α;ステップパラメータ r(n);Fxフィルタ10の出力信号 e(n);マイクロホン1bの出力信号 c(n);DAコンバータ7からADコンバータ5bま
での伝達関数
Here, wT (n) = {w0 (n), w1 (n),..., WN-1 (n)} r (n) = xT (n) c (n) xT (n) = { x (n), x (n−1),..., x (n−N + 1)} cT (n) = {c0 (n), c1 (n),..., cN−1 (n)} yT ( n) = {y (n), y (n-1),..., y (n-N + 1)} y (n) = xT (n) w (n) where w (n); coefficient of the adaptive filter 6 (The number of taps is N) α; step parameter r (n); output signal of Fx filter 10 e (n); output signal of microphone 1b c (n); transfer function from DA converter 7 to AD converter 5b

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図12の
ように騒音源の騒音をマイクロホン1aで検出してアダ
プティブフィルタ6で制御信号を発生させ、スピーカ9
aより出力して低減する。所謂フィードフォワード制御
の場合、図13に示すように、騒音源から制御点(この
場合はマイクロホン1bの位置)までの距離を騒音が伝
達する時間と、マイクロホン1aで騒音を検出してから
スピーカ9aより制御音が出力されてマイクロホン1b
に到達する時間が等しくなければならない(等しくする
微調整は、アダプティブフィルタ6が行う)。
However, as shown in FIG. 12, the noise of the noise source is detected by the microphone 1a, and the adaptive filter 6 generates a control signal.
a to reduce the output. In the case of the so-called feedforward control, as shown in FIG. 13, the time for the noise to transmit the distance from the noise source to the control point (in this case, the position of the microphone 1b) and the speaker 9a after the noise is detected by the microphone 1a. More control sound is output and the microphone 1b
Must be equal (the adaptive filter 6 performs the fine adjustment to equalize).

【0010】もし、騒音伝達時間より、マイクロホン1
aで騒音を検出してからスピーカ9aより制御音が出力
されてマイクロホン1bに到達する時間が大きい場合に
は、騒音を低減することができないばかりか、逆に騒音
を付加してしまう危険性がある。しかし実際、騒音制御
の多くの場合には、騒音伝達時間が小さい(騒音源から
制御点までの距離が短い)ために、図13に示す各要素
の所要時間を小さくしなければならない。スピーカ9a
の群遅延とスピーカ9aからマイクロホン1bまでの空
間伝搬時間については調整しにくいために、それ以外の
回路部分で処理遅延時間を小さくする必要がある。
[0010] If the noise transmission time, the microphone 1
If the control sound is output from the loudspeaker 9a and reaches the microphone 1b after the noise is detected by a, it is not possible to reduce the noise, but there is a risk of adding the noise. is there. However, in most cases of noise control, the time required for each element shown in FIG. 13 must be reduced because the noise transmission time is short (the distance from the noise source to the control point is short). Speaker 9a
Since it is difficult to adjust the group delay and the spatial propagation time from the speaker 9a to the microphone 1b, it is necessary to reduce the processing delay time in other circuit parts.

【0011】例えば、ローパスフィルタ3a,3cは、
アンチエイリアスフィルタなので図14に示すように、
ナイキスト周波数fnで十分減衰する振幅特性を有する
遮断特性の急峻な(通常5,6次以上のチェビシェフ特
性が使われる)ものを使用するので、群遅延が大きくな
ってしまう。また逆に、ローパスフィルタ3a,3cの
群遅延を小さくするために1次や2次のフィルタとし
て、ADC5aやDAC7をデルタシグマ型の1ビット
ADコンバータ、デルタシグマ型の1ビットDAコンバ
ータを用いても、デルタシグマ型は遅延が大きいので上
記問題点を解決することはできない。
For example, the low-pass filters 3a and 3c
Since it is an anti-aliasing filter, as shown in FIG.
Since a sharp cutoff characteristic (usually a fifth- or sixth-order Chebyshev characteristic is used) having an amplitude characteristic sufficiently attenuated at the Nyquist frequency fn is used, the group delay increases. On the other hand, in order to reduce the group delay of the low-pass filters 3a and 3c, the ADC 5a and the DAC 7 are each used as a primary or secondary filter by using a delta-sigma 1-bit AD converter or a delta-sigma 1-bit DA converter. However, since the delta-sigma type has a large delay, the above problem cannot be solved.

【0012】また、演算遅延時間を小さくするためにF
xフィルタのタップ数を少なくするとFxフィルタの低
域成分における係数を正確に形成することができない。
In order to reduce the operation delay time, F
If the number of taps of the x filter is reduced, it is not possible to accurately form the coefficient in the low-frequency component of the Fx filter.

【0013】さらに、騒音制御周波数帯域外の高域信号
はアダプティブフィルタの成長を不安定にし、アダプテ
ィブフィルタ係数が発散する恐れがある。
Furthermore, a high-frequency signal outside the noise control frequency band makes the growth of the adaptive filter unstable, and the adaptive filter coefficient may diverge.

【0014】本発明は消音装置の処理遅延時間を小さく
して、騒音伝達時間が小さい場合やFxフィルタのタッ
プ数が少ない場合にも騒音を低減し、安定に消音装置を
動作させることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the processing delay time of the silencer, to reduce noise even when the noise transmission time is short or when the number of taps of the Fx filter is small, and to operate the silencer stably. I do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の消音装置は、騒音源からの騒音を検出する騒
音検出器と、前記騒音検出器からの騒音の高域成分を除
去する第1のローパスフィルタと、前記第1のローパス
フィルタのアナログ出力をサンプルしてデジタル信号に
量子化を行う第1のAD変換回路と、前記第1のAD変
換回路からのデジタル信号を適応制御するアダプティブ
フィルタと、同じく前記第1のAD変換回路からのデジ
タル変換された騒音信号を信号処理する伝達関数補正器
と、前記アダプティブフィルタ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コンバータの出力
を再生するスピーカと、前記スピーカからの制御音と騒
音源からの騒音が干渉して騒音を低減させる制御位置に
設置された誤差検出器と、前記誤差検出器で検出される
誤差信号の高域成分を除去する第2のローパスフィルタ
と、前記第2のローパスフィルタのアナログ出力をサン
プルしてデジタル信号に量子化を行う第2のADコンバ
ータと、前記伝達関数補正器の出力と前記第2のAD変
換回路の出力から前記アダプティブフィルタの係数を演
算して更新する係数演算器とで構成し、前記伝達関数補
正器には前記スピーカから誤差検出器までの伝達関数を
予め係数として同定しており、前記スピーカの音圧周波
数特性を、サンプリング周波数の半分の周波数(ナイキ
スト周波数)より高い帯域で十分に音圧を小さくし、ス
ピーカの音圧周波数特性は、誤差検出器の位置で騒音が
低減された周波数帯域における音圧レベルよりも、ナイ
キスト周波数以上の帯域における音圧レベルを、同等以
下として処理遅延時間を小さくしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, a noise suppressor according to the present invention includes a noise detector for detecting noise from a noise source and a high-frequency component of the noise from the noise detector. A first low-pass filter, a first AD conversion circuit that samples an analog output of the first low-pass filter and quantizes the digital signal, and adaptively controls the digital signal from the first AD conversion circuit. An adaptive filter, a transfer function corrector for signal processing the digitally converted noise signal from the first AD conversion circuit, a DA converter for converting the output of the adaptive filter into an analog signal, and an output of the DA converter And an error detector installed at a control position that reduces noise due to interference between control sound from the speaker and noise from a noise source. A second low-pass filter that removes a high-frequency component of the error signal detected by the error detector, and a second that samples an analog output of the second low-pass filter and quantizes the digital signal. An AD converter, and a coefficient calculator for calculating and updating coefficients of the adaptive filter from an output of the transfer function corrector and an output of the second AD converter circuit, wherein the transfer function corrector includes the speaker The transfer function from the to the error detector is identified as a coefficient in advance, and the sound pressure frequency characteristics of the speaker are reduced sufficiently in a band higher than half the sampling frequency (Nyquist frequency) to reduce the sound pressure. The sound pressure frequency characteristics indicate that the sound pressure level in the frequency band above the Nyquist frequency is lower than the sound pressure level in the frequency band in which noise is reduced at the position of the error detector. The level is obtained by reducing the processing delay time as equal to or less than.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の消音装置の請求項1に記
載の発明は、騒音源からの騒音を検出する騒音検出器
と、前記騒音検出器からの騒音の高域成分を除去する第
1のローパスフィルタと、前記第1のローパスフィルタ
のアナログ出力をサンプルしてデジタル信号に量子化を
行う第1のAD変換回路と、前記第1のAD変換回路か
らのデジタル信号を適応制御するアダプティブフィルタ
と、同じく前記第1のAD変換回路からのデジタル変換
された騒音信号を信号処理する伝達関数補正器と、前記
アダプティブフィルタ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コンバータの出力を再生す
るスピーカと、前記スピーカからの制御音と騒音源から
の騒音が干渉して騒音を低減させる制御位置に設置され
た誤差検出器と、前記誤差検出器で検出される誤差信号
の高域成分を除去する第2のローパスフィルタと、前記
第2のローパスフィルタのアナログ出力をサンプルして
デジタル信号に量子化を行う第2のADコンバータと、
前記伝達関数補正器の出力と前記第2のAD変換回路の
出力から前記アダプティブフィルタの係数を演算して更
新する係数演算器とで構成し、前記伝達関数補正器には
前記スピーカから誤差検出器までの伝達関数を予め係数
として同定しており、前記スピーカの音圧周波数特性
が、サンプリング周波数の半分の周波数(ナイキスト周
波数)より高い帯域で十分に音圧を小さくし、スピーカ
の音圧周波数特性は、誤差検出器の位置で騒音が低減さ
れた周波数帯域における音圧レベルよりも、ナイキスト
周波数以上の帯域における音圧レベルを、同等以下とし
て処理遅延時間を小さくしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to a first aspect of the present invention, there is provided a noise reduction device for detecting a noise from a noise source and a high frequency component of the noise from the noise detector. 1 low-pass filter, a first AD conversion circuit that samples an analog output of the first low-pass filter and quantizes the digital signal, and an adaptive control that adaptively controls the digital signal from the first AD conversion circuit. A filter, a transfer function corrector that also processes the digitally converted noise signal from the first AD conversion circuit, a DA converter that converts the output of the adaptive filter into an analog signal, and an output of the DA converter. A speaker to be reproduced; an error detector installed at a control position for reducing noise by interference between control noise from the speaker and noise from a noise source; A second low-pass filter for removing high-frequency components of the error signal detected by the error detector, and a second AD converter quantizes the digital signal by sampling the analog output of said second low-pass filter,
A coefficient calculator for calculating and updating coefficients of the adaptive filter from an output of the transfer function corrector and an output of the second AD conversion circuit, wherein the transfer function corrector includes an error detector from the speaker. The transfer function of the speaker is previously identified as a coefficient, and the sound pressure frequency characteristic of the speaker is sufficiently reduced in a band higher than half the sampling frequency (Nyquist frequency), and the sound pressure frequency characteristic of the speaker is reduced. The processing delay time is reduced by setting the sound pressure level in a band equal to or higher than the Nyquist frequency equal to or lower than the sound pressure level in the frequency band in which noise is reduced at the position of the error detector.

【0017】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の伝達関数補正器の入力側又は出力側に低域伝達
関数補正を行うデジタルIIRフィルタ(デジタルアイ
アイアールフィルタ)を付加したものであり、伝達関数
補正器として用いられるFxフィルタのタップ数を少な
くしてもFxフィルタの低域成分における係数を正確に
形成できるものである。
According to a second aspect of the present invention, a digital IIR filter for correcting a low-frequency transfer function is added to an input side or an output side of the transfer function corrector according to the first aspect. That is, even if the number of taps of the Fx filter used as the transfer function corrector is reduced, the coefficient in the low-frequency component of the Fx filter can be accurately formed.

【0018】本発明の請求項3に記載の発明は、伝達関
数補正器の入力側又は出力側に高域成分を除去し係数演
算器で所望の騒音制御周波数帯域外の高域アダプティブ
フィルタ係数の更新を防止する第1のデジタルIIRフ
ィルタを付加し、第2のADコンバータの出力に、高域
成分を除去し係数演算器で所望の騒音制御周波数帯域外
の高域アダプティブフィルタ係数の更新を防止する第2
のデジタルIIRフィルタを付加するとともに、上記第
1のデジタルIIRフィルタと上記第2のデジタルII
Rフィルタを略同特性としたものであり、高域成分を除
去し、係数演算器で所望の騒音制御周波数帯域以外の高
域アダプティブフィルタ係数の更新を防止することがで
きるものである。
According to a third aspect of the present invention, a high-frequency adaptive filter coefficient outside a desired noise control frequency band is removed by a coefficient calculator by removing a high-frequency component on an input side or an output side of a transfer function corrector. A first digital IIR filter that prevents updating is added, and high-frequency components are removed from the output of the second AD converter, and the coefficient arithmetic unit prevents updating of high-frequency adaptive filter coefficients outside the desired noise control frequency band. Second
, And the first digital IIR filter and the second digital IIR filter.
The R filter has substantially the same characteristics, removes high-frequency components, and can prevent the coefficient calculator from updating high-frequency adaptive filter coefficients other than the desired noise control frequency band.

【0019】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3記
載のスピーカの音圧周波数特性を誤差検出器の位置で騒
音が低減された周波数帯域における音圧レベルよりも、
ナイキスト周波数以上の帯域における音圧レベルを同等
以下としたものであり、これにより、ローパスフィルタ
3aの群遅延分だけ消音装置の処理遅延時間を小さくで
き、コストも低減できるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the sound pressure frequency characteristic of the loudspeaker according to the first to third aspects is more than the sound pressure level in the frequency band where noise is reduced at the position of the error detector.
The sound pressure level in the band equal to or higher than the Nyquist frequency is set to be equal to or lower than the same, so that the processing delay time of the silencer can be reduced by the group delay of the low-pass filter 3a and the cost can be reduced.

【0020】請求項5に記載の発明は、請求項1〜3に
記載の第1、第2のAD変換器のアナログ信号からデジ
タル信号に変換されて前記アダプティブフィルタと前記
伝達関数補正器に入力される変換時間をサンプリング周
期(=サンプリング周波数の逆数)の半分以下としたも
のであり、遅延時間を小さくできるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the analog signals of the first and second AD converters are converted into digital signals and input to the adaptive filter and the transfer function corrector. The conversion time is less than half the sampling period (= reciprocal of the sampling frequency), and the delay time can be reduced.

【0021】請求項6に記載の発明は、請求項1〜3の
第1、第2のADコンバータを夫々逐次比較型としたも
のであり、遅延時間を小さくできるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the first and second AD converters according to the first to third aspects are each of a successive approximation type, and the delay time can be reduced.

【0022】請求項7に記載の発明は、請求項1〜3の
DAコンバータのアダプティブフィルタからのデジタル
信号をアナログ信号に変換する時間がサンプリング周期
(=サンプリング周波数の逆数)の半分以下としたもの
であり、遅延時間を小さくできるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the time required for converting a digital signal from the adaptive filter of the DA converter into an analog signal is set to be less than half the sampling period (= reciprocal of the sampling frequency). Thus, the delay time can be reduced.

【0023】請求項8に記載の発明は、請求項7のDA
コンバータをラダー型としたものであり、遅延時間を小
さくできるものである。
[0023] The invention according to claim 8 provides the DA of claim 7
The converter is of a ladder type, and the delay time can be reduced.

【0024】以下本発明の一実施の形態について、図1
から図11により説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の一実施の形態の消音装
置のブロック図を示すものである。同図において、1
a,1bは騒音検出器および誤差検出器であるところの
マイクロホン、2a,2bはマイクアンプ、3a,3b
はローパスフィルタ、4a,4bはサンプルホールド回
路、5a,5bはADコンバータ、6はアダプティブフ
ィルタ、7はDAコンバータ、8はパワーアンプ、9は
スピーカ、10は伝達関数補正器であるところのFxフ
ィルタ、11は係数演算器であるところのLMS演算器
である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
11 will be described with reference to FIG. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a muffler according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1
Microphones a and 1b are a noise detector and an error detector, 2a and 2b are microphone amplifiers, 3a and 3b
Is a low-pass filter, 4a and 4b are sample hold circuits, 5a and 5b are AD converters, 6 is an adaptive filter, 7 is a DA converter, 8 is a power amplifier, 9 is a speaker, and 10 is an Fx filter which is a transfer function corrector. , 11 are LMS calculators which are coefficient calculators.

【0025】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。まず騒音はマイク
ロホン1aで検出され、その検出信号がマイクアンプ2
aで増幅された後、ローパスフィルタ3aで高域成分を
除去される。そしてローパスフィルタ3aの出力は、サ
ンプルホールド回路4aでサンプリング周期毎にサンプ
ルされ、その出力がADコンバータ5aでデジタル信号
に変換される。そしてADコンバータ5aの出力は、ア
ダプティブフィルタ6とFxフィルタ10に入力され
る。そしてアダプティブフィルタ6で信号処理された騒
音信号は、DAコンバータ7によってアナログ信号に復
元された後、パワーアンプ8で増幅されてスピーカ9か
ら出力される。
The operation of the muffler configured as described above will be described below. First, noise is detected by the microphone 1a, and the detection signal is transmitted to the microphone amplifier 2
After being amplified by a, the high-pass component is removed by the low-pass filter 3a. The output of the low-pass filter 3a is sampled by the sample-and-hold circuit 4a at each sampling cycle, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5a. The output of the AD converter 5a is input to the adaptive filter 6 and the Fx filter 10. The noise signal processed by the adaptive filter 6 is restored to an analog signal by the DA converter 7, amplified by the power amplifier 8, and output from the speaker 9.

【0026】ここで、スピーカ9の音圧周波数特性は、
例えば図2に示すように、騒音制御効果のある周波数帯
域f1〜f2における音圧レベルよりも、ナイキスト周
波数fn以上の帯域における音圧レベルを十分に小さく
しているのでDAコンバータ7の出力を帯域制限するロ
ーパスフィルタがなくてもスピーカ9より再生されない
(あるいは再生レベルが小さい)ために、折り返し歪み
(fnを軸対称として太線で示される特性)の影響は問
題にならないようになっている。
Here, the sound pressure frequency characteristic of the speaker 9 is as follows.
For example, as shown in FIG. 2, since the sound pressure level in a band equal to or higher than the Nyquist frequency fn is sufficiently lower than the sound pressure level in the frequency bands f1 and f2 having a noise control effect, the output of the DA converter 7 Even if there is no limiting low-pass filter, the signal is not reproduced from the speaker 9 (or the reproduction level is small), so that the influence of aliasing (characteristic indicated by a bold line with fn being axially symmetric) does not matter.

【0027】次に、騒音制御点に設置されたマイクロホ
ン1bでは、スピーカ9からの再生音と騒音源からの騒
音が干渉した音を検出する。そしてマイクロホン1bか
らの誤差信号は、マイクアンプ2bで増幅された後、ロ
ーパスフィルタ3bで高域成分を除去される。そしてロ
ーパスフィルタ3bの出力は、サンプルホールド回路4
bでサンプリング周期毎にサンプルされ、その出力がA
Dコンバータ5bでデジタル信号に変換される。
Next, the microphone 1b installed at the noise control point detects a sound in which the reproduced sound from the speaker 9 and the noise from the noise source interfere with each other. After the error signal from the microphone 1b is amplified by the microphone amplifier 2b, the high-frequency component is removed by the low-pass filter 3b. The output of the low-pass filter 3b is supplied to the sample-and-hold circuit 4
b, sampling is performed at each sampling cycle, and the output is A
It is converted into a digital signal by the D converter 5b.

【0028】一方、Fxフィルタ10にはDAコンバー
タ7からスピーカ9、マイクロホン1bを介してADコ
ンバータ5bまでの伝達関数が予め係数として求められ
ており、ADコンバータ5aからの信号がこの係数を用
いて処理され、LMS演算器11に入力される。LMS
演算器11はこのFxフィルタ10からの出力とADコ
ンバータ5bからの出力を用いて、ADコンバータ5b
からの出力信号が最小となるようにLMS演算(最小自
乗法)を行ってアダプティブフィルタ6の係数を更新す
る。これによってマイクロホン1bにおいてスピーカ9
からの制御音により騒音が減衰する。
On the other hand, in the Fx filter 10, a transfer function from the DA converter 7 to the AD converter 5b via the speaker 9 and the microphone 1b is obtained in advance as a coefficient, and a signal from the AD converter 5a is used as a coefficient. It is processed and input to the LMS calculator 11. LMS
The arithmetic unit 11 uses the output from the Fx filter 10 and the output from the AD converter 5b,
The LMS operation (least square method) is performed so that the output signal from is minimized, and the coefficient of the adaptive filter 6 is updated. Thereby, the speaker 9 in the microphone 1b
The noise is attenuated by the control sound from.

【0029】このように、スピーカ9の音圧周波数特性
が図2のようにナイキスト周波数fn以上の帯域で十分
にレベルが低い特性とすることにより、図12に示す従
来例では必要であったDAコンバータ7の後のローパス
フィルタ3cを省略できるため、図12におけるローパ
スフィルタ3cの群遅延分だけ消音装置の処理遅延時間
を小さくできる。これによって、騒音検出点から制御点
の距離を短くできる。また、その分のコストも低減でき
る。
As described above, by setting the sound pressure frequency characteristic of the speaker 9 to a sufficiently low level in a band higher than the Nyquist frequency fn as shown in FIG. 2, the DA required in the conventional example shown in FIG. Since the low-pass filter 3c after the converter 7 can be omitted, the processing delay time of the silencer can be reduced by the group delay of the low-pass filter 3c in FIG. Thereby, the distance from the noise detection point to the control point can be shortened. Further, the cost can be reduced accordingly.

【0030】なお、マイクロホン1aでの騒音の音圧レ
ベルを図3のように、騒音が低減される帯域f1〜f2
における騒音低減後の音圧レベルよりも、ナイキスト周
波数fn以上の帯域の音圧レベルを小さくした場合、ロ
ーパスフィルタ3aは不要となり、ローパスフィルタ3
aの群遅延分だけ消音装置の処理遅延時間を小さくで
き、コストも低減できる。
Note that the sound pressure level of the noise at the microphone 1a is set as shown in FIG.
When the sound pressure level in the band above the Nyquist frequency fn is smaller than the sound pressure level after noise reduction in the above, the low-pass filter 3a becomes unnecessary and the low-pass filter 3
The processing delay time of the silencer can be reduced by the group delay of a, and the cost can be reduced.

【0031】しかし、図4のように音圧レベル差がほと
んど等しい場合には、騒音制御効果に影響を与える危険
性がある。この場合にはローパスフィルタ3aの振幅周
波数特性を図5に示すような、遮断特性のゆるやかなも
のにして、ナイキスト周波数fn以上の帯域を10dB
以上遮断することにより、不要な高周波成分が騒音制御
効果に影響を与えることが防止でき、しかも図14のよ
うな急峻な特性を使用しないためにローパスフィルタ3
aの群遅延を最小限にとどめることができる。
However, when the sound pressure level differences are almost equal as shown in FIG. 4, there is a risk of affecting the noise control effect. In this case, the amplitude frequency characteristic of the low-pass filter 3a is made to have a gradual cutoff characteristic as shown in FIG. 5, and the band above the Nyquist frequency fn is reduced to 10 dB.
By blocking as described above, unnecessary high-frequency components can be prevented from affecting the noise control effect, and the low-pass filter 3 is used because the sharp characteristics shown in FIG. 14 are not used.
The group delay of a can be minimized.

【0032】さらに、騒音が騒音源からマイクロホン1
bまで伝達する間に高周波成分が距離減衰したり、遮音
や吸音される場合が多く、このときのマイクロホン1b
で検出される騒音の音圧周波数特性は図3のように、騒
音制御帯域f1〜f2とナイキスト周波数fn以上の帯
域で十分な音圧レベル差があるので、ローパスフィルタ
3bは不要となり、その分コストを低減できる。またマ
イクロホン1bでの騒音特性が図4のような場合には、
図5に示すような、遮断段特性のゆるやかなものにし
て、ナイキスト周波数fn以上の帯域を10dB以上遮
断することにより、不要な高周波成分が騒音制御効果に
影響を与えることが防止できる。
Further, the noise is transmitted from the noise source to the microphone 1.
In many cases, the high-frequency component is attenuated in the distance, or is sound-insulated or absorbed during transmission to the microphone 1b.
As shown in FIG. 3, since the sound pressure frequency characteristic of the noise detected in the step S1 has a sufficient sound pressure level difference between the noise control bands f1 and f2 and the band equal to or higher than the Nyquist frequency fn, the low-pass filter 3b becomes unnecessary. Cost can be reduced. When the noise characteristic of the microphone 1b is as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, by cutting off the band above the Nyquist frequency fn by 10 dB or more by making the cut-off stage characteristic gentle, it is possible to prevent unnecessary high frequency components from affecting the noise control effect.

【0033】次に、図6に示すように、騒音信号がサン
プルホールド回路4aでサンプリングされてからADコ
ンバータ5aで量子化されてアダプティブフィルタ6に
入力されるまでの時間がサンプリング周期の半分であ
り、同様に、アダプティブフィルタ6から制御信号が出
力されてからDAコンバータ7でアナログ信号に復元さ
れるまでの時間がサンプリング周期の半分である場合、
アダプティブフィルタ6の入出力遅延時間が丁度1サン
プル周期となるので、安定に且つ遅延時間を小さくでき
る。
Next, as shown in FIG. 6, the time from when the noise signal is sampled by the sample and hold circuit 4a to when it is quantized by the AD converter 5a and input to the adaptive filter 6 is half the sampling period. Similarly, when the time from when the control signal is output from the adaptive filter 6 to when the analog signal is restored by the DA converter 7 is half the sampling period,
Since the input / output delay time of the adaptive filter 6 is exactly one sample period, the delay time can be stably reduced.

【0034】また、騒音制御帯域が図3のようにナイキ
スト周波数よりも十分に低い場合には、図7に示すよう
に、上記アダプティブフィルタ6の入出力遅延時間が1
サンプル周期以下となるようにAD変換時間およびDA
変換時間を小さくしても騒音制御効果に悪影響を与える
ことはなく、消音装置全体の処理遅延時間を小さくでき
る。さらに、AD変換時間を小さくするためには、最
近、音響分野で主流になっているデルタ−シグマ型の1
ビットADコンバータでは遅延時間が大きいため、逐次
比較型を使用するとよい。さらにアダプティブフィルタ
6とADコンバータ5a間のデータ転送と、アダプティ
ブフィルタ6とDAコンバータ7間のデータ転送は、時
間のかかるシリアル転送ではなく、転送時間のかからな
いパラレル転送が良い。
When the noise control band is sufficiently lower than the Nyquist frequency as shown in FIG. 3, the input / output delay time of the adaptive filter 6 is 1 as shown in FIG.
AD conversion time and DA
Even if the conversion time is reduced, the noise control effect is not adversely affected, and the processing delay time of the entire silencer can be reduced. Further, in order to reduce the AD conversion time, a delta-sigma type, which has recently become mainstream in the acoustic field, is required.
Since the bit AD converter has a long delay time, it is preferable to use the successive approximation type. Further, the data transfer between the adaptive filter 6 and the AD converter 5a and the data transfer between the adaptive filter 6 and the DA converter 7 are preferably not parallel serial transfer which requires a long time but parallel transfer which does not require a long transfer time.

【0035】なお、本実施の形態では、AD変換器をサ
ンプルホールド回路とADコンバータからなる構成とし
たが、当然サンプルホールド回路を内蔵したADコンバ
ータを使用してもよい。また、マイクロホン1bの検出
信号を量子化するAD変換器には、デルタ−シグマ型の
1ビットADコンバータを使用してもよい。その場合に
は、ローパスフィルタ3bが不要となる利点も出る。
In the present embodiment, the AD converter is constituted by a sample-hold circuit and an AD converter. However, an AD converter having a built-in sample-hold circuit may be used. Further, a delta-sigma 1-bit AD converter may be used as an AD converter for quantizing the detection signal of the microphone 1b. In that case, there is also an advantage that the low-pass filter 3b becomes unnecessary.

【0036】また、DAコンバータ7の出力を帯域制限
するローパスフィルタを不要とし、ローパスフィルタ3
aの遮断特性をゆるやかなものとすることによる、高周
波帯域への悪影響を防止するために、ローパスフィルタ
3bの遮断周波数をナイキスト周波数以下に設定して、
騒音制御帯域以外の係数更新を抑えるようにしてもよ
い。
Further, a low-pass filter for limiting the band of the output of the DA converter 7 is not required, and the low-pass filter 3
In order to prevent an adverse effect on a high frequency band due to a gentle cutoff characteristic of a, the cutoff frequency of the low-pass filter 3b is set to be equal to or lower than the Nyquist frequency.
Updating of coefficients other than the noise control band may be suppressed.

【0037】(実施の形態2)図8は本発明の他の実施
の形態の消音装置のブロック図を示すものである。図8
において、1a,1bは騒音検出器および誤差検出器で
あるところのマイクロホン、2a,2bはマイクアン
プ、3a,3bはローパスフィルタ、4a,4bはサン
プルホールド回路、5a,5bはADコンバータ、6は
アダプティブフィルタ、7はDAコンバータ、8はパワ
ーアンプ、9bはスピーカ、10は伝達関数補正器であ
るところのFxフィルタ、11は係数演算器であるとこ
ろのLMS演算器、12aはデジタルIIRフィルタで
ある。
(Embodiment 2) FIG. 8 is a block diagram showing a silencer according to another embodiment of the present invention. FIG.
Microphones 1a and 1b are noise detectors and error detectors, 2a and 2b are microphone amplifiers, 3a and 3b are low-pass filters, 4a and 4b are sample-hold circuits, 5a and 5b are AD converters, and 6 is An adaptive filter, 7 is a DA converter, 8 is a power amplifier, 9b is a speaker, 10 is an Fx filter as a transfer function corrector, 11 is an LMS calculator as a coefficient calculator, and 12a is a digital IIR filter. .

【0038】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。まず、騒音はマイ
クロホン1aで検出され、その検出信号がマイクアンプ
2aで増幅された後、ローパスフィルタ3aで高域成分
を除去される。そしてローパスフィルタ3aの出力は、
サンプルホールド回路4aでサンプリング周期毎にサン
プルされ、その出力がADコンバータ5aでデジタル信
号に変換される。そしてADコンバータ5aの出力は、
アダプティブフィルタ6とデジタルIIRフィルタ12
aに入力され、デジタルIIRフィルタ12aの出力を
Fxフィルタ10に入力される。
The operation of the muffler configured as described above will be described below. First, noise is detected by the microphone 1a, and the detection signal is amplified by the microphone amplifier 2a, and then the high-pass component is removed by the low-pass filter 3a. The output of the low-pass filter 3a is
The sample and hold circuit 4a samples at each sampling period, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5a. The output of the AD converter 5a is
Adaptive filter 6 and digital IIR filter 12
a, and the output of the digital IIR filter 12a is input to the Fx filter 10.

【0039】そしてアダプティブフィルタ6で信号処理
された騒音信号は、DAコンバータ7によってアナログ
信号に復元された後、パワーアンプ8で増幅されてスピ
ーカ9bから出力される。ここで、デジタルIIRフィ
ルタ12aは、Fxフィルタ10のタップ数を削減した
場合に低域伝達関数の補正を行うためのものである。
The noise signal processed by the adaptive filter 6 is restored to an analog signal by the DA converter 7 and then amplified by the power amplifier 8 and output from the speaker 9b. Here, the digital IIR filter 12a is for correcting the low-frequency transfer function when the number of taps of the Fx filter 10 is reduced.

【0040】次に、騒音制御点に設置されたマイクロホ
ン1bでは、スピーカ9bからの再生音と騒音源からの
騒音が干渉した音を検出する。そしてマイクロホン1b
からの誤差信号は、マイクアンプ2bで増幅された後、
ローパスフィルタ3bで高域成分を除去される。そして
ローパスフィルタ3bの出力は、サンプルホールド回路
4bでサンプリング周期毎にサンプルされ、その出力が
ADコンバータ5bでデジタル信号に変換される。
Next, the microphone 1b installed at the noise control point detects a sound in which the reproduced sound from the speaker 9b interferes with the noise from the noise source. And the microphone 1b
Is amplified by the microphone amplifier 2b,
The high-pass component is removed by the low-pass filter 3b. The output of the low-pass filter 3b is sampled by the sample-and-hold circuit 4b at each sampling cycle, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5b.

【0041】一方、Fxフィルタ10にはDAコンバー
タ7からスピーカ9b、マイクロホン1bを介してAD
コンバータ5bまでの伝達関数が予め係数として求めら
れており、ADコンバータ5aからの信号がこの係数を
用いて処理され、LMS演算器11に入力される。LM
S演算器11はこのFxフィルタ10からの出力とAD
コンバータ5bからの出力を用いて、ADコンバータ5
bからの出力信号が最小となるようにLMS演算(最小
自乗法)を行ってアダプティブフィルタ6の係数を更新
する。これによってマイクロホン1bにおいてスピーカ
9bからの制御音により騒音が減衰する。
On the other hand, the Fx filter 10 receives the AD signal from the DA converter 7 via the speaker 9b and the microphone 1b.
A transfer function up to the converter 5b is obtained in advance as a coefficient, and a signal from the AD converter 5a is processed using the coefficient and input to the LMS calculator 11. LM
The S operator 11 outputs the output from the Fx filter 10 and the AD
Using the output from the converter 5b, the AD converter 5
The coefficient of the adaptive filter 6 is updated by performing an LMS operation (least square method) so that the output signal from b becomes minimum. As a result, noise is attenuated by the control sound from the speaker 9b in the microphone 1b.

【0042】この実施の形態2は実施の形態1にデジタ
ルIIRフィルタ12aを付加したものであり、これに
よりFxフィルタ10のタップ数を少なくしてもFxフ
ィルタ10の低域成分における係数を正確に形成できる
ものである。
In the second embodiment, a digital IIR filter 12a is added to the first embodiment, whereby even if the number of taps of the Fx filter 10 is reduced, the coefficient in the low-frequency component of the Fx filter 10 can be accurately determined. It can be formed.

【0043】デジタルIIRフィルタ12a以外につい
ての効果は同一であるため説明を省略する。
Since the effects other than the digital IIR filter 12a are the same, the description is omitted.

【0044】図9は上記実施の形態のデジタルIIRフ
ィルタ12aとFxフィルタ10の構成順序を入れ替え
た展開例であり、同様の効果を有するものである。
FIG. 9 is a developed example in which the configuration order of the digital IIR filter 12a and the Fx filter 10 of the above embodiment is exchanged, and has the same effect.

【0045】(実施の形態3)図10は本発明の他の実
施の形態の消音装置のブロック図を示すものである。同
図において、1a,1bは騒音検出器および誤差検出器
であるところのマイクロホン、2a,2bはマイクアン
プ、3a,3bはローパスフィルタ、4a,4bはサン
プルホールド回路、5a,5bはADコンバータ、6は
アダプティブフィルタ、7はDAコンバータ、8はパワ
ーアンプ、9bはスピーカ、10は伝達関数補正器であ
るところのFxフィルタ、11は係数演算器であるとこ
ろのLMS演算器、12b,12cは同特性を有するデ
ジタルIIRフィルタである。
(Embodiment 3) FIG. 10 is a block diagram showing a silencer according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1a and 1b denote microphones which are a noise detector and an error detector, 2a and 2b denote microphone amplifiers, 3a and 3b denote low-pass filters, 4a and 4b denote sample hold circuits, 5a and 5b denote AD converters, 6 is an adaptive filter, 7 is a DA converter, 8 is a power amplifier, 9b is a speaker, 10 is an Fx filter as a transfer function corrector, 11 is an LMS calculator as a coefficient calculator, and 12b and 12c are the same. This is a digital IIR filter having characteristics.

【0046】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。まず騒音はマイク
ロホン1aで検出され、その検出信号がマイクアンプ2
aで増幅された後、ローパスフィルタ3aで高域成分を
除去される。そしてローパスフィルタ3aの出力は、サ
ンプルホールド回路4aでサンプリング周期毎にサンプ
ルされ、その出力がADコンバータ5aでデジタル信号
に変換される。そしてADコンバータ5aの出力は、ア
ダプティブフィルタ6とデジタルIIRフィルタ12b
に入力され、デジタルIIRフィルタ12bの出力はF
xフィルタ10に入力される。そしてアダプティブフィ
ルタ6で信号処理された騒音信号は、DAコンバータ7
によってアナログ信号に復元された後、パワーアンプ8
で増幅されてスピーカ9bから出力される。
The operation of the thus configured silencer will be described below. First, noise is detected by the microphone 1a, and the detection signal is transmitted to the microphone amplifier 2
After being amplified by a, the high-pass component is removed by the low-pass filter 3a. The output of the low-pass filter 3a is sampled by the sample-and-hold circuit 4a at each sampling cycle, and the output is converted to a digital signal by the AD converter 5a. The output of the AD converter 5a is supplied to the adaptive filter 6 and the digital IIR filter 12b.
And the output of the digital IIR filter 12b is F
Input to x filter 10. The noise signal processed by the adaptive filter 6 is converted to a DA converter 7
Is restored to an analog signal by the power amplifier 8
And is output from the speaker 9b.

【0047】次に、騒音制御点に設置されたマイクロホ
ン1bでは、スピーカ9bからの再生音と騒音源からの
騒音が干渉した音を検出する。そしてマイクロホン1b
からの誤差信号は、マイクアンプ2bで増幅された後、
ローパスフィルタ3bで高域成分を除去される。そして
ローパスフィルタ3bの出力は、サンプルホールド回路
4bでサンプリング周期毎にサンプルされ、その出力が
ADコンバータ5bでデジタル信号に変換され、ADコ
ンバータ5bの出力はデジタルIIRフィルタ12cに
入力される。一方、Fxフィルタ10にはDAコンバー
タ7からスピーカ9b、マイクロホン1bを介してAD
コンバータ5bまでの伝達関数が予め係数として求めら
れており、ADコンバータ5aからの信号がこの係数を
用いて処理され、LMS演算器11に入力される。LM
S演算器11はこのFxフィルタ10からの出力とデジ
タルIIRフィルタ12cからの出力を用いて、デジタ
ルIIRフィルタ12cからの出力信号が最小となるよ
うにLMS演算(最小自乗法)を行ってアダプティブフ
ィルタ6の係数を更新する。これによってマイクロホン
1bにおいてスピーカ9bからの制御音により騒音が減
衰する。
Next, the microphone 1b installed at the noise control point detects a sound in which the reproduced sound from the speaker 9b interferes with the noise from the noise source. And the microphone 1b
Is amplified by the microphone amplifier 2b,
The high-pass component is removed by the low-pass filter 3b. The output of the low-pass filter 3b is sampled at each sampling cycle by the sample-and-hold circuit 4b, the output is converted to a digital signal by the AD converter 5b, and the output of the AD converter 5b is input to the digital IIR filter 12c. On the other hand, the Fx filter 10 receives the AD signal from the DA converter 7 via the speaker 9b and the microphone 1b.
The transfer function up to the converter 5b is obtained in advance as a coefficient, and the signal from the AD converter 5a is processed using this coefficient and input to the LMS calculator 11. LM
The S operator 11 performs an LMS operation (least square method) using the output from the Fx filter 10 and the output from the digital IIR filter 12c so as to minimize the output signal from the digital IIR filter 12c, and performs an adaptive filter. Update coefficient of 6. As a result, noise is attenuated by the control sound from the speaker 9b in the microphone 1b.

【0048】ここで、デジタルIIRフィルタ12b,
12cは高域成分を除去し騒音制御帯域以外のアダプテ
ィブフィルタ係数の高域成分の成長を抑制し、アダプテ
ィブフィルタ係数を安定に成長させる。さらに、デジタ
ルIIRフィルタ12b,12cを同特性にすることに
よりFxを同定する際DAコンバータ7からスピーカ9
b、マイクロホン1bを介してADコンバータ5bまで
の伝達特性に影響を与えることなく同定することができ
るものである。
Here, the digital IIR filter 12b,
Reference numeral 12c removes the high frequency component, suppresses the growth of the high frequency component of the adaptive filter coefficient other than the noise control band, and stably grows the adaptive filter coefficient. Further, by making the digital IIR filters 12b and 12c have the same characteristics, the Fx is identified by
b, which can be identified without affecting the transfer characteristics to the AD converter 5b via the microphone 1b.

【0049】図11は上記実施の形態の展開例であり、
デジタルIIRフィルタ12bとFxフィルタ10の構
成順序を入れ替えたもので、同様の目的、効果を有する
ものである。
FIG. 11 is a development example of the above embodiment.
The digital IIR filter 12b and the Fx filter 10 are interchanged in configuration order, and have the same purpose and effect.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、音圧周波
数特性が、サンプリング周波数の半分の周波数(ナイキ
スト周波数)より高い帯域で十分に音圧を小さくしてい
るので特に誤差検出器の位置で騒音が低減された周波数
帯域における音圧レベルよりも、ナイキスト周波数以上
の帯域における音圧レベルが、同等以下であるスピーカ
を用いることにより、DA変換器の出力を帯域制限する
ローパスフィルタを省略でき、これによって消音装置全
体の遅延時間を小さくできるものである。
As described above, according to the present invention, since the sound pressure frequency characteristic sufficiently reduces the sound pressure in a band higher than a half frequency (Nyquist frequency) of the sampling frequency, especially the error detector By using a speaker whose sound pressure level in the band above the Nyquist frequency is equal to or lower than the sound pressure level in the frequency band where noise is reduced at the position, a low-pass filter that limits the band of the output of the DA converter is omitted. Thus, the delay time of the entire silencer can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の消音装置の一実施の形態を示すブロッ
ク図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a muffler according to the present invention.

【図2】同スピーカの音圧周波数特性図FIG. 2 is a sound pressure frequency characteristic diagram of the speaker.

【図3】同要部であるマイクロホン1aあるいはマイク
ロホン1bでのナイキスト周波数以上の帯域の音圧レベ
ルが低い騒音の場合の音圧周波数特性図
FIG. 3 is a sound pressure frequency characteristic diagram of the microphone 1a or the microphone 1b, which is the main part, in a case where the sound pressure level in a band higher than the Nyquist frequency is low.

【図4】マイクロホン1aあるいはマイクロホン1bで
のナイキスト周波数以上の帯域の音圧レベルが高い騒音
の場合の音圧周波数特性図
FIG. 4 is a sound pressure frequency characteristic diagram in the case of noise having a high sound pressure level in a band higher than the Nyquist frequency in the microphone 1a or the microphone 1b.

【図5】同要部であるローパスフィルタの振幅周波数特
性図
FIG. 5 is an amplitude-frequency characteristic diagram of a low-pass filter which is the main part

【図6】同AD変換とDA変換のタイミング図FIG. 6 is a timing chart of the AD conversion and the DA conversion.

【図7】同騒音制御帯域がナイキスト周波数以上でレベ
ルが低い場合のAD変換とDA変換のタイミング図
FIG. 7 is a timing chart of AD conversion and DA conversion when the noise control band is higher than the Nyquist frequency and the level is low.

【図8】同他の実施の形態を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment.

【図9】同展開例のブロック図FIG. 9 is a block diagram of the development example.

【図10】同他の実施の形態を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment.

【図11】同展開例のブロック図FIG. 11 is a block diagram of the development example.

【図12】従来の消音装置のブロック図FIG. 12 is a block diagram of a conventional silencer.

【図13】同処理遅延時間をあらわす図FIG. 13 is a diagram showing the processing delay time;

【図14】同要部であるスピーカの音圧周波数特性図FIG. 14 is a diagram showing a sound pressure frequency characteristic of a speaker as the main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b マイクロホン 2a,2b マイクアンプ 3a,3b,3c ローパスフィルタ 4a,4b サンプルホールド回路 5a,5b ADコンバータ 6 アダプティブフィルタ 7 DAコンバータ 8 パワーアンプ 9,9b スピーカ 10 Fxフィルタ 11 LMS演算器 12a,12b,12c デジタルIIRフィルタ 1a, 1b Microphone 2a, 2b Microphone amplifier 3a, 3b, 3c Low pass filter 4a, 4b Sample hold circuit 5a, 5b AD converter 6 Adaptive filter 7 DA converter 8 Power amplifier 9, 9b Speaker 10 Fx filter 11 LMS calculator 12a, 12b , 12c Digital IIR filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 和浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiro Yamamoto 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 騒音源からの騒音を検出する騒音検出器
と、前記騒音検出器からの騒音の高域成分を除去する第
1のローパスフィルタと、前記第1のローパスフィルタ
のアナログ出力をサンプルしてデジタル信号に量子化を
行う第1のAD変換回路と、前記第1のAD変換回路か
らのデジタル信号を適応制御するアダプティブフィルタ
と、同じく前記第1のAD変換回路からのデジタル変換
された騒音信号を信号処理する伝達関数補正器と、前記
アダプティブフィルタ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コンバータの出力を再生す
るスピーカと、前記スピーカからの制御音と騒音源から
の騒音が干渉して騒音を低減させる制御位置に設置され
た誤差検出器と、前記誤差検出器で検出される誤差信号
の高域成分を除去する第2のローパスフィルタと、前記
第2のローパスフィルタのアナログ出力をサンプルして
デジタル信号に量子化を行う第2のADコンバータと、
前記伝達関数補正器の出力と前記第2のAD変換回路の
出力から前記アダプティブフィルタの係数を演算して更
新する係数演算器とから構成される消音装置において、
前記伝達関数補正器には前記スピーカから誤差検出器ま
での伝達関数を予め係数として同定しており、前記スピ
ーカの音圧周波数特性がサンプリング周波数の半分の周
波数(ナイキスト周波数)より高い帯域で十分に音圧を
小さくした消音装置。
1. A noise detector for detecting noise from a noise source, a first low-pass filter for removing a high-frequency component of the noise from the noise detector, and an analog output of the first low-pass filter. A first A / D conversion circuit for performing quantization on the digital signal, an adaptive filter for adaptively controlling the digital signal from the first A / D conversion circuit, and a digitally converted signal from the first A / D conversion circuit. A transfer function corrector that processes a noise signal, a DA converter that converts the output of the adaptive filter to an analog signal, a speaker that reproduces the output of the DA converter, control sound from the speaker, and noise from a noise source. And an error detector installed at a control position for reducing noise due to interference, and removing a high-frequency component of an error signal detected by the error detector. A second low-pass filter, and a second AD converter that samples an analog output of the second low-pass filter and quantizes the digital signal,
A noise reduction device comprising: a coefficient calculator that calculates and updates a coefficient of the adaptive filter from an output of the transfer function corrector and an output of the second AD conversion circuit;
The transfer function corrector previously identifies the transfer function from the speaker to the error detector as a coefficient, and the sound pressure frequency characteristic of the speaker is sufficiently high in a band higher than half the sampling frequency (Nyquist frequency). Silencer with reduced sound pressure.
【請求項2】 伝達関数補正器の入力側又は出力側に低
域伝達関数補正を行うデジタルIIRフィルタを付加し
た請求項1に記載の消音装置。
2. The muffler according to claim 1, wherein a digital IIR filter for performing low-frequency transfer function correction is added to an input side or an output side of the transfer function corrector.
【請求項3】 伝達関数補正器の入力側又は出力側に高
域成分を除去し係数演算器で所望の騒音制御周波数帯域
外の高域アダプティブフィルタ係数の更新を防止する第
1のデジタルIIRフィルタを付加し、第2のADコン
バータの出力に高域成分を除去し係数演算器で所望の騒
音制御周波数帯域外の高域アダプティブフィルタ係数の
更新を防止する第2のデジタルIIRフィルタを付加す
るとともに、上記第1のデジタルIIRフィルタと上記
第2のデジタルIIRフィルタを略同特性とした請求項
1に記載の消音装置。
3. A first digital IIR filter for removing a high-frequency component on an input side or an output side of a transfer function corrector and preventing a coefficient calculator from updating a high-frequency adaptive filter coefficient outside a desired noise control frequency band. And a second digital IIR filter that removes high-frequency components from the output of the second AD converter and prevents the coefficient calculator from updating the high-frequency adaptive filter coefficients outside the desired noise control frequency band. 2. The muffler according to claim 1, wherein the first digital IIR filter and the second digital IIR filter have substantially the same characteristics.
【請求項4】 スピーカの音圧周波数特性は、誤差検出
器の位置で騒音が低減された周波数帯域における音圧レ
ベルよりも、ナイキスト周波数以上の帯域における音圧
レベルが同等以下である請求項1〜3のいずれか1つに
記載の消音装置。
4. The sound pressure frequency characteristic of the loudspeaker is such that the sound pressure level in a band above the Nyquist frequency is equal to or lower than the sound pressure level in a frequency band in which noise is reduced at the position of the error detector. The muffler according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 第1および第2のAD変換器はそれぞ
れ、アナログ信号からデジタル信号に変換されて前記ア
ダプティブフィルタと前記伝達関数補正器に入力される
変換時間がサンプリング周期(=サンプリング周波数の
逆数)の半分以下である請求項1〜3のいずれか1つに
記載の消音装置。
5. The first and second AD converters each convert a conversion from an analog signal to a digital signal and input the converted signal to the adaptive filter and the transfer function corrector in a sampling period (= reciprocal of the sampling frequency). The noise reduction device according to any one of claims 1 to 3, which is not more than half of (1).
【請求項6】 第1および第2のADコンバータはそれ
ぞれ逐次比較型である請求項1〜3のいずれか1つに記
載の消音装置。
6. The muffler according to claim 1, wherein each of the first and second AD converters is a successive approximation type.
【請求項7】 DAコンバータは、前記アダプティブフ
ィルタからのデジタル信号をアナログ信号に変換する時
間がサンプリング周期(=サンプリング周波数の逆数)
の半分以下である請求項1〜3のいずれか1つに記載の
消音装置。
7. The DA converter has a sampling period (= reciprocal of the sampling frequency) for converting the digital signal from the adaptive filter into an analog signal.
The noise reduction device according to any one of claims 1 to 3, which is not more than half.
【請求項8】 DAコンバータは、ラダー型である請求
項7に記載の消音装置。
8. The muffler according to claim 7, wherein the DA converter is of a ladder type.
JP28810697A 1997-10-21 1997-10-21 Silencer Expired - Fee Related JP4075110B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28810697A JP4075110B2 (en) 1997-10-21 1997-10-21 Silencer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28810697A JP4075110B2 (en) 1997-10-21 1997-10-21 Silencer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11126082A true JPH11126082A (en) 1999-05-11
JP4075110B2 JP4075110B2 (en) 2008-04-16

Family

ID=17725885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28810697A Expired - Fee Related JP4075110B2 (en) 1997-10-21 1997-10-21 Silencer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4075110B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009533921A (en) * 2006-04-12 2009-09-17 ウォルフソン・マイクロエレクトロニクス・ピーエルシー Digital circuit device for environmental noise reduction
JP2009232157A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Railway Technical Res Inst Noise reduction device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009533921A (en) * 2006-04-12 2009-09-17 ウォルフソン・マイクロエレクトロニクス・ピーエルシー Digital circuit device for environmental noise reduction
US8644523B2 (en) 2006-04-12 2014-02-04 Wolfson Microelectronics Plc Digital circuit arrangements for ambient noise-reduction
US9558729B2 (en) 2006-04-12 2017-01-31 Cirrus Logic, Inc. Digital circuit arrangements for ambient noise-reduction
US10319361B2 (en) 2006-04-12 2019-06-11 Cirrus Logic, Inc. Digital circuit arrangements for ambient noise-reduction
US10818281B2 (en) 2006-04-12 2020-10-27 Cirrus Logic, Inc. Digital circuit arrangements for ambient noise-reduction
JP2009232157A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Railway Technical Res Inst Noise reduction device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4075110B2 (en) 2008-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7163300B2 (en) Real-time audio processor
US10950213B1 (en) Hybrid active noise cancellation filter adaptation
US8611551B1 (en) Low latency active noise cancellation system
JP6106163B2 (en) Adaptive noise canceling architecture for personal audio devices
JP2020510240A5 (en)
US9031250B2 (en) Signal processing device and signal processing method
US11189261B1 (en) Hybrid active noise control system
EP0836736A1 (en) Digital feed-forward active noise control system
GB2539280A (en) Hybrid finite impulse response filter
JPH06500217A (en) Static interference canceller
GB2492983A (en) Noise-cancelling system with split ANC filter
GB2541976A (en) Hybrid finite impulse response filter
US9082392B2 (en) Method and apparatus for a configurable active noise canceller
TWI754555B (en) Improved noise partition hybrid type anc system
EP1074971B1 (en) Digital feed-forward active noise control system
JPH11126082A (en) Muffling device
JP5353748B2 (en) Noise removing apparatus and noise removing method
JP2894001B2 (en) Silencer
JP3002049B2 (en) Silencer
CN112312250B (en) Audio playing device and method with anti-noise mechanism
JP2000353989A (en) Echo canceller
JP3414426B2 (en) Noise control device
CN114203141A (en) Double-second order error quantity integer active anti-noise system
TW202207216A (en) Noise partition hybrid type active noise cancellation system
JPH06318086A (en) Noise controller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041012

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20041112

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071009

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees