JPS63284999A - 音圧制御法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気音響装置を用いた音波の能動的な制御方
法に関するものである。

外部から室内−音波が侵入する経路には、空気伝搬路と
固体伝搬路があるが、室が壁で完全に仕切られている場
合は、どの経路であっても最終的に壁体の振動（固体振
動）を経て音が室内に放射されることＫなる。その場合
、特に室の寸法と音の波長がその大きさにおいて同じ程
度になる低域周波数で、音波の特定の周波数と室の固有
振動数が一致すると、低域の音が著しく高まり、室がう
なっているように感じられることがある。浮き床構造な
どによる場所や費用を要する防音対策によらず、このよ
うな低周波音を防ぐ方法としては、電気音響的な手法に
よるアクティブ・コントロールが考えられている。例え
ば低音のうなっている室内にマイクを設置して、その音
を電気信号として取り出し、スピーカから適当な振幅を
もった逆位相音として放射するこ°とによって、その音
を打ち消すようにする、というものである。しかしこの
ような方法での問題点は、スピーカとマイクの音響的な
結合によってノ＼ウリングが発生しやすいことと、この
ハウリングを防ぐに複雑な信号処理が必要となることに
ある。

本発明は上記のアクティブ・コントロールにおける問題
点を解決した音圧制御法を提供するものであり、その原
理について理論的な説明を以下に述べることにする。

単位面積当りの質量がＭ　（ｋｇ　）の壁がピストン振
動しているものと仮定する。今、その振動速度をＵｌこ
れによって生じる音波の音圧および粒子速度をそれぞれ
ＰおよびＶとすれば、 Ｐ　＝　１７１ｃ　Ｖ　　　　　　　　　　　　　　（
１１と表わされる。ただしｍは空気の密度、Ｃは音速を
表わすものとする。

次に壁に入射する音波の音圧をＰ′、　　粒子速度をＶ
′とし、これによって生じる壁の振動速度をＵ′とすれ
ば、ｆＭ〉ｍｃとして、近似的にＵ’＝　（ｍｅ　／　
πｆＭ　）　Ｖ’　　　　　　　　　（２１ど表わされ
る。ただしｆは音波の周波数とする。

ここで、壁の振動速度Ｕを振動ピックアップにより検出
し、これを電気信号とし２て増幅してスピーカから音波
として放射させたとき、その音波が壁に再入射し壁を振
動させることによって、前述の振動ピックアッ、プに帰
還する一巡ループについで考える。壁に入射するスピー
カからの音波の音圧は（１）式のＰと同程度とし、Ｐ’
−Ｐまたｖ’＝ｖとすると、上記の一巡ループの利得の
絶対値Ｇは、Ｇ＝ｍｃ／πｆＭ　　　　　　　　　　　
　　（３１となる。例えば、厚さ１２αのコンクリート
壁を想定すると、ｆ−１００ＨｚとしてＧは百分の一以
下となることが計算で示される。従って通常の壁を考え
ると、振動ピックアップを用いて壁の振動を電気信号と
して取り出し、任意の位相でスピーカから放射しても、
・・ウリングを生ずることなく十分な音圧を得られるこ
とがわかる。また）・ウリングを生じないように振動の
取り出し点を選ぶこともできる。

ハウリングの問題が無ければ、壁の振動によって生じた
室内の音と、その音圧が同程度で位相が逆（１８０度）
の音を振動ピックアップの出力信号を用いて容易に得ら
れるので、単一の共振姿態を示す周波数の場合は室内全
体で、多数の共振姿態を示す周波数の場合は室内の特定
の場所で、その音圧を抑圧することが可能となる。

次に図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

図１は本発明の第１の実施例のブロック図である。この
例では、壁の振動を電気信号に変換する変換器として振
動ピックアップＡが用いられており、その出力信号は前
置増幅器Ｂで増幅され、所望の周波数帯域成分を通過さ
せる帯域フィルタＦを経て、移相器Ｈにより位相を調整
され、増幅器にで増幅され、スピーカＳよシ音響信号と
して室内に放射される。帯域フィルタは抑圧しよりとす
る卓越周波数に合せ、室内でのその音圧が最小となるよ
うに位相と振幅を調整する。モータなどの回転による振
動で生じる低域の定常的な騒音は、上記のような一回の
調整を行なえば、それで騒音を抑圧することができる。

図２は本発明の第２の実施例のブロック図である。この
例で社、帯域フィルタと移相器および減衰器でなる複数
の並列回路を用いて、騒音の複数の卓越周波数成分を抑
圧するようにしたものであり、各周波数に対する位相、
振幅の調整は第１の実施例におけるものと同様であるの
で、その説明を省略する。

図３は本発明の第３の実施例のブロック図であり、この
例では固体振動の検出を振動源から直接的に行なってお
り、その振動が複数の場所で騒音の発生源となっている
場合に、図に示すような方法でいくつかの機能を共用し
て所定の周波数の音圧を抑圧できることを示している。

図４は本発明の第４の実施例のブロック図であり、この
例では図１の移相器Ｈを遅延回路りによって実現してい
る。Ｄの遅延時間の調整によって位相を変化させること
ができるので、振動ピックアップ点とスピーカの距離が
大きく、振動にゆらぎがあるような場合には、時間遅れ
（振動の伝搬時間）と位相を同時に調整できるので都合
よい。

図５は本発明の第５の実施例のブロック図であり、この
例では振動ピックアップ点とスピア力の距離が大きい場
合に、時間遅れをＤで調整し、各帯域フィルタ（Ｆｌ〜
ＦＮ）の出力を各移相器（Ｈ１〜ＨＮ）および各減衰器
（Ｒ１〜ＲＮ）で調整することにより、変動する複数の
卓越した周波数の音を抑圧できることを示している。

本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
く、例えば振動源として低音再生スピー゛力を対象とし
、それによる室のうなり（ブーミンク）を抑圧するもの
としてもよい。まだ、図２および図５の点線内で示され
る機能または特性をデジタルフィルタによって実現して
もよい。

【図面の簡単な説明】

図１ないし図５はそれぞれ本発明による音圧制御法の第
１、第２、第３、第４および第５の実施例であり、これ
らの図においてＡは変換器（振動ピックアップ）、Ｂは
前置増幅器、ＦｌＦｌ、Ｆ２、・・・・・・、ＦＮは帯
域フィルタ、Ｈ，Ｈｌ、Ｆ２、・・・・・・ＨＮは移相
器、Ｄは遅延回路、Ｋは増幅器、Ｓはスピーカを表わす
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体振動を検出し電気信号に変換する変換器と、前記変
   換器の出力信号から特定の周波数成分を取り出すための
   帯域フィルタと、前記帯域フィルタの出力信号の位相を
   変化させる移相器と、前記移相器の出力信号の振幅を増
   幅する増幅器と、前記増幅器の出力信号を音響信号に変
   換するスピーカとを少なくとも含んで成る電気音響装置
   を用い、前記固体振動によって発生した音波の前記特定
   の周波数成分を、前記スピーカから逆位相音を発生させ
   ることにより抑圧する音圧制御法。