JPS5828958B2 - Device to cancel acoustic feedback - Google Patents

Device to cancel acoustic feedback

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JPS5828958B2
JPS5828958B2 JP12418574A JP12418574A JPS5828958B2 JP S5828958 B2 JPS5828958 B2 JP S5828958B2 JP 12418574 A JP12418574 A JP 12418574A JP 12418574 A JP12418574 A JP 12418574A JP S5828958 B2 JPS5828958 B2 JP S5828958B2
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circuit
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ザフロウル モハメド ガブル サアド
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、雑音および音響帰還を打消すために音響装置
と組み合わされる電気装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrical device that is combined with an acoustic device to cancel noise and acoustic feedback.

本発明の装置は、音声対音声通信装置、電話装置、およ
び音再生拡声装置に適用しうる。
The device of the invention can be applied to voice-to-voice communication devices, telephone devices, and sound reproduction public address devices.

このような種類の装置に見られる音響帰還は3つの主な
原因による。
The acoustic feedback found in these types of devices is due to three main causes.

直接音響帰還といえる第1の原因は、空気に音を直接送
ることによって装置の拡声器からマイクロホンに達する
音である。
The first source of direct acoustic feedback is sound that reaches the microphone from the loudspeaker of the device by sending the sound directly into the air.

伝導音響帰遅といえる第2の原因は、マイクロホンと拡
声器またはハウジングのような組み合わされた機械装置
、および拡声器とマイクロホン変換器とに組み合わされ
る構造物、さらに前記装置のこれらの部分に対する一切
の支持部材あるいはスタンド、などの振動の結果拡声器
からマイクロホンのダイヤフラムに達する音である。
A second source of conducted acoustic return delay is the associated mechanical equipment, such as the microphone and loudspeaker or housing, and the structures associated with the loudspeaker and microphone transducer, as well as any damage to these parts of the equipment. This is the sound that reaches the diaphragm of the microphone from the loudspeaker as a result of vibrations of the supporting member or stand of the loudspeaker.

第3に間接音響帰還があり、これは装置の回りの壁およ
び家具のような物体から反射したのちマイクロホンのダ
イヤフラムに達する音である。
Third, there is indirect acoustic return, which is sound that reaches the microphone diaphragm after reflecting from objects such as walls and furniture around the device.

本発明は、音響手段と組み合せたときすべての3つの原
因から生じる音響帰還を処理する電気回路を用いる雑音
および音響帰還を打消す装置と方法を与えることに関す
る。
The present invention relates to providing an apparatus and method for canceling noise and acoustic feedback using electrical circuits that handle acoustic feedback arising from all three sources when combined with acoustic means.

したがって、本発明は、同一ハウシング内に収容された
少なくとも2個のマイクロホンと1個のスピーカと、 前記マイクロホンから各々出力され、入用成分と無用成
分とから成る信号を相互に加算および減算処理する第1
回路装置と、 前記第1回路装置から出力された加算信号と減算信号の
位相と振幅を調節し、前記はぼ無用成分のみから成る信
号と、無用成分および入用成分を含む信号とを出力する
位相・振幅調整回路と、前記少なくとも2個のマイクロ
ホンから出力された信号あるいは前記位相・振幅調整回
路から出力され入用成分と無用成分を含む信号のいずれ
かと、前記無用成分のみから成る信号とを組み合わせ、
無用成分を打消してほぼ入用成分のみから戒る信号を前
記スピーカに出力する第2回路装置と、を含み閉ループ
を構成するようにした音響帰還を打消す装置を与える。
Therefore, the present invention includes at least two microphones and one speaker housed in the same housing, and adds and subtracts signals outputted from each of the microphones and consisting of a necessary component and an unnecessary component. 1st
a circuit device; adjusting the phase and amplitude of the addition signal and the subtraction signal output from the first circuit device, and outputting a signal consisting only of the useless component and a signal containing the useless component and the necessary component; a phase/amplitude adjustment circuit, and either a signal output from the at least two microphones or a signal output from the phase/amplitude adjustment circuit and containing a useful component and an unnecessary component, and a signal consisting only of the unnecessary component. combination,
To provide a device for canceling acoustic feedback, which includes a second circuit device for canceling unnecessary components and outputting a signal to the speaker from almost only useful components, and forming a closed loop.

また本発明は、マイクロホン装置の出力として得られる
電気信号から雑音信号を分離し、すべての周波数でほぼ
一定の位相角関係を持つが必ずしも振幅の等しくない2
個の信号を雑音信号から作り、この2個の信号からさら
に位相差約180°で振幅のはゾ等しい雑音信号を持つ
もう2個の信号を導くように前記2個の信号を処理し、
前記雑音信号を打消すために前記もう2個の信号を組み
合わせる装置を有し、それによって音響帰還雑音信号を
ほとんど含まない安定した可聴信号を供給する装置を与
える。
In addition, the present invention separates a noise signal from an electrical signal obtained as an output of a microphone device, and separates a noise signal from an electrical signal obtained as an output of a microphone device.
processing the two signals so as to derive from these two signals two more signals having a phase difference of about 180° and an equal amplitude,
and a device for combining the two other signals to cancel the noise signal, thereby providing a device that provides a stable audible signal substantially free of acoustic feedback noise signals.

言うまでもなく、前記第3信号は入用な成分を打消すよ
うに前記第1と第2信号を組み合わせることによって得
られ、かくして前記第3信号はほぼ純粋な雑音信号また
はエコー信号もしくはその両方である。
Needless to say, said third signal is obtained by combining said first and second signals in such a way as to cancel out the desired components, and thus said third signal is substantially a pure noise signal and/or an echo signal. .

前記第1信号と第2信号とが、ともに同様な入用成分を
有し、それらの入用成分が、相互に位相が異なり入用成
分の位相とも異なる無用成分を含むならば、これらの信
号は簡単に相殺することができる。
If the first signal and the second signal both have similar necessary components, and those necessary components include unnecessary components whose phases are mutually different and different from the phase of the necessary component, then these signals can be easily offset.

すなわち1つの信号が180゜だけ位相を変えられて、
2つの信号は結び合わされる。
In other words, one signal is shifted in phase by 180°,
The two signals are combined.

これらの無用成分の不等性は時として変化する種々の無
用成分の源に依存するので、たとえば入用音に対し等し
く向けられた音感応素子を有する1対のマイクロホンを
収納するマイクロホン装置からこれら信号を得ることが
できる。
Since the inequalities of these unwanted components depend on the sources of the various unwanted components, which may vary from time to time, they can be I can get a signal.

前記第1および第2信号は適当な任意の方法により得る
ことができる。
The first and second signals may be obtained by any suitable method.

本発明は、それらの信号を組み合わせて適当な形にする
前に、位相や振幅あるいはその両方を調節することを除
外するものではない。
The invention does not exclude adjusting the phase and/or amplitude of the signals before combining them into the appropriate form.

次に、はぼ前記入用成分のみを有する所望信号は、前記
第4信号の無用成分を前記第3信号の無用成分と振幅が
等しく位相を正反対にするために必要となる前記第3と
第4信号のいずれか一方もしくは両方の一切の処理後に
、もう1つの組合せステップによって、前記第4信号か
ら得られる。
Next, the desired signal having almost only the above-mentioned input component has the same amplitude as the unnecessary component of the third signal and the third signal, which is necessary to make the unnecessary component of the fourth signal equal in amplitude and opposite in phase After any processing of either or both of the four signals, another combination step is obtained from said fourth signal.

前記第1と第2信号が上記のとおりである場合、それら
は都合よく簡単に相加されるので、前記入用成分の振幅
は前記第4信号で有効に二倍にされ、その合成無用成分
は一前記第3信号とかならず90゜の位相はずれになる
If said first and second signals are as described above, they are conveniently simply added, so that the amplitude of said input component is effectively doubled in said fourth signal, and its combined useless component is always 90° out of phase with the third signal.

前記第3および第4信号の組合せ前に、前記所望出力を
得るために必要となるのは、適当な増幅または減衰およ
びこの90°の移相だけである。
Before combining the third and fourth signals, all that is required to obtain the desired output is appropriate amplification or attenuation and this 90° phase shift.

明らかに、前記第4信号は、第1および第2信号のうち
の1つだけ、すなわち別のマイクロホンから得られる完
全に独立した信号であることができる。
Obviously, said fourth signal can be a completely independent signal obtained from only one of the first and second signals, ie from another microphone.

前記第3と第4信号の必要な打消し関係を作るため、い
ずれか一方もしくは両方の位相や振幅の調節は、前記所
望の出力信号をうるために前記信号が組み合わされる前
に実施される。
To create the necessary cancellation of the third and fourth signals, adjustments to the phase or amplitude of either or both are performed before the signals are combined to obtain the desired output signal.

在来の回路装置は、所要の位相および振幅調節ならびに
前記各種信号の所要の組合せを行なうのに使用される。
Conventional circuit arrangements are used to effect the necessary phase and amplitude adjustments and the desired combinations of the various signals.

本発明の方法および装置は、マイクロホンの出力から雑
音および音響帰還を打消す有効な手段を与え、最良の結
果をうるには、これらの電気装置は本件出願と同日付を
もって同一出願人による゛マイクロホン装置″と題する
特許出願明細書中に開示されている機械的あるいは物理
的な手段とライン上で組み合わされる。
The method and apparatus of the present invention provide an effective means of canceling noise and acoustic feedback from the output of a microphone, and for best results, these electrical devices should be used in the "Microphone" filed by the same applicant on the same date as the present application. in line with the mechanical or physical means disclosed in the patent application entitled ``Apparatus''.

すなわち、2個の前記マイクロホンは、ハウジングの振
動によりまたランダムな到来雑音とエコーによりほぼ等
しい出力を作ることができるような方法で、ハウジング
内に隣接して別個に取り付けられる同一な音感応素子す
なわちダイヤフラムを有することが望ましい。
That is, the two said microphones have identical sound-sensitive elements, i.e., mounted adjacently and separately within the housing, in such a way that approximately equal outputs can be created by vibrations of the housing and by random incoming noise and echoes. It is desirable to have a diaphragm.

また直接音響帰還は、各ダイヤフラムの運動による出力
がこれらの直接伝搬される音波による成分をほとんど持
たないように、拡声器から伝搬される音波を各マイクロ
ホンのダイヤフラムの両側に平行に進むように配列する
ことによって最小にされる。
Direct acoustic feedback also arranges the sound waves propagated from the loudspeaker to travel parallel to both sides of each microphone's diaphragm so that the output due to the movement of each diaphragm has almost no component due to these directly propagated sound waves. minimized by

さらに伝導帰還は、これも上述別件出願に記載されてい
るとおり、ラミネート式または多種材料式のハウジング
構造体によって最小にすることができる。
Furthermore, conducted feedback can be minimized by a laminated or multi-material housing structure, also as described in the above-mentioned co-pending application.

これらの手段を本発明の回路と組み合わせると、前述の
音響帰還のあらゆる形をほぼ完全に除くことができる。
Combining these measures with the circuit of the invention makes it possible to almost completely eliminate all forms of acoustic feedback mentioned above.

本発明は、下記の付図に関する説明により容易に理解さ
れると思う。
It is believed that the present invention will be more easily understood from the following description with reference to the accompanying drawings.

本発明の説明のための回路装置は、1個の拡声器12に
よって表わされる1個以上の拡声器と、おのおの1個の
マイクロホン14と16によって表わされる1個以上の
マイクロホンを有する1対のマイクロホン装置とを有す
る変換器装置と組み合わせて示される。
The illustrative circuit arrangement of the invention includes one or more loudspeakers represented by one loudspeaker 12 and a pair of microphones each having one or more microphones represented by one microphone 14 and 16. The device is shown in combination with a transducer device having a device.

前記マイクロホンおよび拡声器装置は近づけて使用され
るが、そのとき図示のとおり共通ハウジング10の中に
取り付けられる。
The microphone and loudspeaker devices are used in close proximity and are then mounted in a common housing 10 as shown.

第1図に示されるような前記拡声器12および前記マイ
クロホン14と16の相対位置は説明の都合上の位置に
すぎず、実際には前記拡声器と前記マイクロホンは前述
のとおり音響帰還を最小にするような位置に収納される
べきである。
The relative positions of the loudspeaker 12 and the microphones 14 and 16 as shown in FIG. It should be stored in such a position that it will

本発明の装置では、マイクロホン14と16の出力はい
ずれも加算回路素子20および減算回路素子22に加え
られるが、各素子はたとえば変成器または差動増幅器で
ある。
In the apparatus of the invention, the outputs of microphones 14 and 16 are both applied to a summing circuit element 20 and a subtracting circuit element 22, each element being, for example, a transformer or a differential amplifier.

次に加減算された出力は位相と振幅の調節制御装置24
と24を通してそれぞれ取り出され、さらに電気出力信
号を送るために図示のように増幅器であることができる
もう1つの回路素子26において単に加算あるいは繰返
し加算される。
Next, the added and subtracted outputs are outputted to the phase and amplitude adjustment control device 24.
and 24, respectively, and are simply summed or repeatedly summed in another circuit element 26, which can be an amplifier as shown, to provide a further electrical output signal.

いろいろな回路素子20〜26はそれ自体在来形のもの
であり、前記装置の外部からプリセットしたりあるいは
制御する調節式のものであることが望ましい。
The various circuit elements 20-26 are themselves conventional and are preferably adjustable with presetting or control from outside the device.

説明されている装置の出力および拡声器12とそれに組
み合わされる増幅器28への入力は、必要ならば図示の
とおりハイブリッド30を通して、遠隔局の同様な装置
に接続されたラインに接続されてもよい。
The output of the device described and the input to the loudspeaker 12 and associated amplifier 28 may be connected to lines connected to similar devices at the remote station, if necessary through a hybrid 30 as shown.

拡声器出力増幅器28を制御するために、図示のとおり
自動利得制御回路32を含めることができる。
To control the loudspeaker output amplifier 28, an automatic gain control circuit 32 may be included as shown.

第1図に示される装置の動作はしたがって第2図〜第5
図に示される。
The operation of the apparatus shown in FIG. 1 is therefore similar to that shown in FIGS.
As shown in the figure.

前記各マイクロホン14および16は前記装置から離れ
て作られた音、たとえは装置を使用する者の音声による
入用成分すなわち信号Sを含む、第2図と第3図にそれ
ぞれ示される出力を作る。
Each of the microphones 14 and 16 produces an output as shown in FIGS. 2 and 3, respectively, containing a desired component or signal S of sound produced remotely from the device, such as the voice of a person using the device. .

マイクロホン出力の中の前記信号Sはすべての面で有効
的に等しいものと見なされる。
The signals S in the microphone output are considered to be effectively equal in all respects.

さらに各出力には、前記拡声器からの音による無用成分
すなわち雑音が含まれる。
Furthermore, each output includes an unwanted component or noise due to the sound from the loudspeaker.

前記雑音成分N1.N2は図示のとおり、相互にかつ前
記信号Sと位相および振幅を異にする。
The noise component N1. N2 differs in phase and amplitude from each other and from the signal S, as shown.

回路20.22によって、2つの前記マイクロホン出力
はそれぞれ相加および相減される。
By circuits 20.22, the two microphone outputs are added and subtracted, respectively.

第4図に示されるとおり回路20の出力は、振幅か有効
的に二倍された前記信号Sおよび成分N1.N2の合成
である雑音信号N1+2を含む。
As shown in FIG. 4, the output of circuit 20 is the signal S whose amplitude has been effectively doubled and the components N1. It includes a noise signal N1+2 which is a composite of N2.

第5図に示される回路22の出力からは前記信号Sはほ
とんどないが、合成雑音N1−2が存在する。
From the output of the circuit 22 shown in FIG. 5, there is almost no signal S, but a composite noise N1-2 is present.

このようにして、前記マイクロホン出力は分析され、は
ぼ純粋な雑音を表わす成分N1−2は分離される。
In this way, the microphone output is analyzed and components N1-2, representing more or less pure noise, are separated.

したがって、いずれかのマイクロホンより得られるよう
な信号は、回路22からの純粋な雑音信号がこの雑音成
分に等しくなるように位相と振幅について適当に処理さ
れるならば、その雑音成分がなくなる。
Therefore, a signal such as that obtained by either microphone will be free of its noise component if it is suitably processed in phase and amplitude so that the pure noise signal from circuit 22 is equal to this noise component.

前記の純粋な雑音成分は実際には、雑音成分N1.N2
ならびに加算雑音信号N1+2とほぼ一定の関係を有す
るものと見なされるか、もちろんそれらと90’位相は
ずれとなる。
The pure noise component mentioned above is actually the noise component N1. N2
and the summed noise signal N1+2, or are of course 90' out of phase with them.

したがって、信号N1.N2およびN1+2のどれでも
ほぼ等しく打消されるように簡単に処理することができ
る。
Therefore, signal N1. It can be easily processed so that both N2 and N1+2 are canceled out almost equally.

説明のための装置では、雑音合成信号N1+2は増幅さ
れこれと180°位相はずれとなるよう回路24で90
°移相され、次に第1図に示されるような回路20の出
力とともに増幅器26で加算されたり組み合わされる。
In the illustrative apparatus, the noise composite signal N1+2 is amplified and 90 degrees
1 and then summed or combined in amplifier 26 with the output of circuit 20 as shown in FIG.

もちろん増幅および移相は、この所望の関係にある前記
増幅器26への出力を作るため前記回路20の出力に対
し付加的にまたはその代りとして加えることができ、第
2の回路24が第1図に示されるとおり前記回路20と
前記増幅器26との間にこの目的で置かれる。
Of course, amplification and phase shifting can be added to or in place of the output of the circuit 20 to produce the output to the amplifier 26 in this desired relationship, with the second circuit 24 shown in FIG. is placed for this purpose between the circuit 20 and the amplifier 26 as shown in FIG.

すなわち共通マイクロホン出力を構成する前記増幅器2
6の出力は、拡声器雑音による成分をほとんど含まない
That is, the amplifier 2 constituting the common microphone output
The output of No. 6 contains almost no components due to loudspeaker noise.

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

第1図は変換器と組み合わせて本発明を実施する装置の
ブロック形式回路図であり、第2図〜第5図は第1図の
回路で生じる信号の位相と振幅を表わすベクトル線図で
ある。 12・・・・・・拡声器、14.16・・・・・・マイ
クロホン、10・・・・・・ハウジング、20・・・・
・・加算回路素子、22・・・・・・減算回路素子、2
4・・・・・・振幅と位相の制御装置、26・・・・・
・増幅器、28・・・・・・増幅器、30・・・・・・
ハイブリッド、32・・・・・・自動利得制御回路。
FIG. 1 is a circuit diagram in block form of an apparatus for carrying out the invention in combination with a converter, and FIGS. 2 to 5 are vector diagrams representing the phases and amplitudes of signals generated in the circuit of FIG. . 12... Loudspeaker, 14.16... Microphone, 10... Housing, 20...
... Addition circuit element, 22 ... Subtraction circuit element, 2
4... Amplitude and phase control device, 26...
・Amplifier, 28...Amplifier, 30...
Hybrid, 32... Automatic gain control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 同一ハウジング内に収容された少なくとも2個のマ
イクロホンと1個のスピーカと、 前記マイクロホンから各々出力され、入用成分と無用成
分とから成る信号を相互に加算および減算処理する第1
回路装置と、 前記第1回路装置から出力された加算信号と減算信号の
位相と振幅を調節し、前記はぼ無用成分のみから成る信
号と、無用成分および入用成分を含む信号とを出力する
位相・振幅調整回路と、前記少なくとも2個のマイクロ
ホンから出力された信号あるいは前記位相・振幅調整回
路から出力され入用成分と無用成分を含む信号のいずれ
かと、前記無用成分のみから成る信号とを組み合わせ、
無用成分を打消してほぼ入用成分のみから成る信号を前
記スピーカに出力する第2回路装置と、を含み閉ループ
を構成するようにした音響帰還を打消す装置。
[Claims] 1. At least two microphones and one speaker housed in the same housing, and mutual addition and subtraction processing of signals output from the microphones and consisting of a necessary component and an unnecessary component. First thing to do
a circuit device; adjusting the phase and amplitude of the addition signal and the subtraction signal output from the first circuit device, and outputting a signal consisting only of the useless component and a signal containing the useless component and the necessary component; a phase/amplitude adjustment circuit, and either a signal output from the at least two microphones or a signal output from the phase/amplitude adjustment circuit and containing a useful component and an unnecessary component, and a signal consisting only of the unnecessary component. combination,
and a second circuit device configured to cancel unnecessary components and output a signal consisting almost only of useful components to the speaker, and to form a closed loop.
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