KR19980082538A - Noise canceling device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소음 제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변 환경에서 발생하는 소음을 제거하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 소음 제거 장치에 관한 것으로, 주변에서 발생하는 소음을 감지하여 출력해 주는 소음 센서(Mi)와; 상기한 소음 센서(Mi)에 감지된 소음을 소정의 폭을 갖는 다수의 주파수 대역별로 분할하여 출력해 주는 다수의 필터(F1∼3)와; 상기한 다수의 필터(F1∼3)에 의하여 여러 주파수 대역으로 분할된 소음의 위상을 반전 및 증폭시켜 출력해 주는 출력 증폭부(A)와; 상기한 다수의 필터(F1∼3)들이 입력된 소음 신호의 주파수의 주기에 맞게 동작하도록 소정의 주파수를 출력시켜 각각의 필터(F1∼3)에 입력시켜 주는 클락 발생부(CLK)로 구성되어, 소음 신호의 위상을 반전시켜 출력시킴으로써 소음을 제거하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a noise canceling apparatus, more particularly, to a noise canceling apparatus capable of removing a noise generated in a surrounding environment to create a pleasant environment, (Mi); A plurality of filters F 1 to F 3 for dividing the noise sensed by the noise sensor Mi into a plurality of frequency bands having a predetermined width and outputting the divided signals; An output amplifier (A) for inverting and amplifying the phase of the noise divided into a plurality of frequency bands by the plurality of filters (F 1 to F 3 ) and outputting the inverted and amplified signals; A clock generating unit (CLK) for outputting a predetermined frequency so that the plurality of filters (F 1 to F 3 ) operate in accordance with the period of the frequency of the input noise signal and inputting the predetermined frequency to the filters (F 1 to F 3 ) And the noise is removed by inverting the phase of the noise signal.
Description
본 발명은 소음 제거 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변 환경에서 발생하는 소음을 제거하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 소음 제거 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a noise canceling apparatus, and more particularly, to a noise canceling apparatus capable of removing a noise generated in a surrounding environment to create a pleasant environment.
일반적으로 소음 또는 잡음(noise)이라는 것은 원하지 않는 소리(신호)를 통칭하는 것으로, 소리(sound)에서의 소음, 전기적인 신호(electronic signal)에서의 잡음 등을 뜻한다. 시각적으로 불필요한 환경도 위의 잡음과 함께 유해 환경으로 규정하고 있다.In general, noise or noise refers to unwanted sounds (signals), which refers to noise in the sound, noise in an electronic signal, and the like. The environment that is unnecessary visually is defined as harmful environment along with the above noise.
본 발명은 소리(sound)에서의 소음(noise)에 관련된 것으로, 생활 환경이 도시화, 기계화되어 가면서 발생하는 소음의 정도는 갈수록 심화되어 가고 있으며, 이 소음에 의한 유해 환경은 스트레스를 야기시켜 인체의 정신 건강은 물론, 신체 건강까지 해치는 요인으로 작용하고 있는 실정이다.The present invention relates to noise in the sound, and the degree of noise generated as the living environment becomes urbanized and mechanized is getting worse and worse. The harmful environment caused by this noise causes stress, It is a factor that damages not only mental health but also physical health.
보통 소음에 의한 피해를 줄이는 방법으로는 소음을 발생시키는 소음 원의 소음 발생 정도를 줄이는 방법과, 유입되는 소음은 차단하기 위한 차음 또는 방음 시설, 흡음 시설을 통하여 소음 피해를 억제하고 있다.In order to reduce the damage caused by the noise, the noise reduction method is used to reduce the noise generation of the noise source which generates the noise, and the noise damage is prevented through the sound absorption or sound absorption facility and the sound absorption facility to block the incoming noise.
그러나, 이와 같은 방법은 소극적인 소음 대책이면서 그 경제적인 측면에서의 효율은 그다지 높지 않은 방법이다. 다시 말하면, 제대로 된 흡음 시설 또는 방음 시설을 하기 위한 경제적인 부담이 매우 높아서 음악 연주회장, 방송국의 스튜디오 등과 같은 특정 장소를 제외한 일반 생활 환경에 적용하여 시설하기에는 경제적인 부담이 너무 높다는 문제점이 있었던 것이다.However, such a method is a passive noise countermeasure, and its efficiency in terms of economy is not so high. In other words, there is a problem that the economical burden is too high to apply to a general living environment except for a specific place such as a musical concert hall or a studio of a broadcasting station because the economical burden for a proper sound-absorbing or sound- .
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소음을 발생시키는 소음 원에 장착되거나 소음이 유입되는 공간에 설치되어 소음을 제거시킴으로써 쾌적한 환경을 조성해 주는 소음 제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a noise removing device for providing a pleasant environment by being installed in a noise source generating noise or noise, .
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 주변에서 발생하는 소음을 감지하여 출력해 주는 소음 센서와; 상기한 소음 센서에 감지된 소음을 소정의 폭을 갖는 다수의 주파수 대역별로 분할하여 출력해 주는 다수의 필터와; 상기한 다수의 필터에 의하여 여러 주파수 대역으로 분할된 소음의 위상을 반전 및 증폭시켜 출력해 주는 출력 증폭부와; 상기한 다수의 필터들이 입력된 소음 신호의 주파수의 주기에 맞게 동작하도록 소정의 주파수를 출력시켜 각각의 필터에 입력시켜 주는 클락 발생부로 구성되어, 소음 신호의 위상을 반전시켜 출력시킴으로써 소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 소음 제거 장치를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a noise sensor comprising: a noise sensor for sensing and outputting noise generated in the surroundings; A plurality of filters dividing the noise detected by the noise sensor into a plurality of frequency bands having a predetermined width and outputting the divided signals; An output amplifying unit for inverting and amplifying a phase of noise divided into a plurality of frequency bands by the plurality of filters, and outputting the inverted and amplified signals; And a clock generating unit for outputting a predetermined frequency so that the plurality of filters operate in accordance with the period of the frequency of the input noise signal and inputting the predetermined frequency to each filter. The noise is removed by inverting the phase of the noise signal, And a noise canceling device.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 또 다른 발명을 제공하는데, 주변의 소음을 감지하는 소음 센서와; 상기한 소음 센서에 의하여 감지된 소음 신호를 소정의 크기로 증폭시켜 주는 다수의 프리앰프와; 상기한 다수의 프리앰프의 출력단에 각각 연결되어 입력되는 주파수에 따라 적당하게 그 위상을 지연시켜 출력시켜 주는 다수의 딜레이와; 상기한 다수의 딜레이의 출력단에 연결되어 소정의 크기로 증폭시켜 출력시켜 주는 버퍼 앰프와; 상기한 다수의 버퍼 앰프의 각 출력을 입력받아 소음 신호의 진폭과 같게 증폭시켜 출력시켜 주는 출력 증폭부와; 상기한 다수의 필터 및 딜레이들이 입력된 소음 신호의 주파수의 주기에 맞게 동작하도록 소정의 주파수를 출력시켜 각각의 필터 및 딜레이에 입력시켜 주는 클락 발생부로 구성되어, 소음 신호의 위상을 주파수별로 지연시켜 출력시킴으로써 소음을 제거하는 것을 특징으로 하는 소음 제거 장치를 아울러 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides another invention, which comprises: a noise sensor for sensing ambient noise; A plurality of preamplifiers for amplifying a noise signal sensed by the noise sensor to a predetermined magnitude; A plurality of delays connected to the output terminals of the plurality of preamplifiers and delaying the phases of the preamplifiers appropriately according to input frequencies; A buffer amplifier connected to the output terminals of the plurality of delay circuits and amplifying the output signals to a predetermined size; An output amplifying unit for amplifying each of the outputs of the plurality of buffer amplifiers to have the same amplitude as that of the noise signal; And a clock generator for outputting a predetermined frequency so that the plurality of filters and delays operate in accordance with the period of the frequency of the input noise signal, And the noise is removed by outputting the noise canceling device.
도 1은 본 발명에 따른 소음 제거 장치의 제 1실시예를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing a first embodiment of a noise canceling apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 소음 제거 장치의 제 2실시예를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a second embodiment of a noise canceling apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Description of the Related Art [0002]
PA:프리앰프F1∼3:필터PA: Preamplifier F 1 to 3 : Filter
BA1∼3:버퍼앰프A:출력 증폭부BA 1 to 3 : Buffer amplifier A: Output amplifier section
D1∼3:딜레이CLK:클락 발생부D 1 to 3 : Delay CLK: Clock generating unit
본 발명에 따른 소음 제거 장치의 구성 및 작용을 본 발명의 일 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.The configuration and operation of the noise canceling apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to one embodiment of the present invention.
첨부한 도면, 도 1은 본 발명에 따른 소음 제거 장치의 제 1실시예를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소음 제거 장치의 제 2실시예를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a first embodiment of a noise canceling apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the noise canceling apparatus according to the present invention.
먼저, 본 발명의 제 1실시예인 위상 반전 방식을 이용한 소음 제거 장치의 구성 및 작용을 첨부한 도 1을 참조하여 설명한다.First, the structure and operation of the noise canceling apparatus using the phase inversion method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
위상 반전 방식을 이용한 소음 제거 장치의 개략적인 구성은, 주변에서 발생하는 소음을 감지하여 출력해 주는 소음 센서(Mi)와; 상기한 소음 센서(Mi)에 감지된 소음을 소정의 폭을 갖는 다수의 주파수 대역별로 분할하여 출력해 주는 다수의 필터(F1∼3)와; 상기한 다수의 필터(F1∼3)에 의하여 여러 주파수 대역으로 분할된 소음의 위상을 반전 및 증폭시켜 출력해 주는 출력 증폭부(A)로 이루어진다.A schematic configuration of a noise canceling apparatus using a phase inversion method includes a noise sensor Mi for detecting and outputting noise generated in the surroundings; A plurality of filters F 1 to F 3 for dividing the noise sensed by the noise sensor Mi into a plurality of frequency bands having a predetermined width and outputting the divided signals; And an output amplifying unit A for inverting and amplifying the phases of the noise divided into the plurality of frequency bands by the plurality of filters F 1 to F 3 and outputting the amplified signals.
여기서, 상기한 소음 센서(Mi)는 소리를 감지하는 센서로써, 보통 고감도 마이크를 이용한다. 그리고, 소음 센서(Mi)로부터 출력되는 신호는 미약한 신호이기 때문에 이 신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시켜 출력시켜 줄 필요가 있으므로, 소음 센서(Mi)와 다수의 필터(F1∼3)사이에는 프리앰프(PA1∼3)를 부가시켜 미약한 소음 신호를 충분한 크기의 신호로 증폭시켜 출력시킨다.Here, the noise sensor Mi is a sensor for sensing sound, and usually uses a high-sensitivity microphone. Since the signal output from the noise sensor Mi is a weak signal, it is necessary to amplify and output the signal to a signal of a sufficient size. Therefore, the noise sensor Mi and the filters F 1 to F 3 The preamplifiers PA 1 to PA 3 are added to amplify weak noise signals into signals of a sufficient size and output them.
상기한 다수의 필터(F1∼3)는 소음이 광범위한 주파수 대역(가청 주파수인 20㎐∼20㎑)에 걸쳐 발생되므로, 이를 적당한 주파수 대역별로 필터링하여 신호를 조작하기 위한 것으로, 필터링 대역폭을 좁게 하면 할수록 그 효율이 높아지므로 소음 제거 정도를 감안하여 설계한다.Since the plurality of filters F 1 to F 3 generate noise over a wide frequency band (20 Hz to 20 kHz, which is an audible frequency), they are used to filter the signals by appropriate frequency bands, The higher the efficiency, the better the noise reduction.
그리고, 상기한 각 필터(F1∼3)의 출력단에는 다수의 버퍼 앰프(BA1∼3, Buffer Amp)가 각각 연결되어 입력되는 각 주파수 대역의 소음 신호를 적당한 크기의 신호로 증폭시켜 준다. 이 버퍼 앰프(BA1∼3)의 증폭 정도는 상기한 소음 센서(Mi)에 감지된 소음 신호에서의 각 주파수 대역별의 신호 크기 정도에 비례되는 정도로 증폭한다.A plurality of buffer amplifiers BA 1 to BA 3 are connected to the output terminals of the filters F 1 to F 3 to amplify the input noise signals of the respective frequency bands into signals of a proper size. The degree of amplification of the buffer amplifiers BA 1 to 3 is amplified to a degree proportional to the magnitude of the signal for each frequency band in the noise signal detected by the noise sensor Mi.
상기한 출력 증폭부(A)는 상기한 다수의 버퍼 앰프(BA1∼3)의 신호를 입력받아 입력된 소음 신호의 위상과 반대 위상으로 반전시켜 증폭해 주는 것으로, 그 출력 크기는 소음의 크기와 동일하게 조정되어 출력된다.The output amplifying unit A amplifies the signals of the buffer amplifiers BA 1 to 3 by inverting the signals of the buffer amplifiers BA 1 to 3 opposite to the phases of the input noise signals, And is output.
한편, 상기한 다수의 필터(F1∼3) 및 버퍼 앰프(BA1∼3)에는 각각 다른 클락 주파수(CL1∼3)가 공급되는데, 이 클락은 클락 발생기(CLK)에서 발생되어 분배기(÷)에 의하여 소정의 주파수로 분배되어 공급된다.The clock signals CL1 to CL3 are supplied to the filters F 1 to F 3 and the buffer amplifiers BA 1 to 3 respectively. The clock signals CL 1 to CL 3 are generated by the clock generator CLK, Divided by a predetermined frequency and supplied.
이 클락의 주파수(CL1∼3)는 각 버퍼 앰프(BA1∼3)를 통과하는 소음 신호의 주파수가 다르므로 이 소음 신호의 주파수와 동일한 주파수의 클락이 각 버퍼 앰프(BA1∼3)에 공급되도록 한다.The frequency of the clock (CL 1~3) are each buffer amplifier (BA 1~3) noise and clock frequency of each buffer amplifier of the same frequency of the noise signal, so the frequency is different, the signals passing through the (BA 1~3) .
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 위상 반전 방식을 이용한 소음 제거 장치는 다음과 같이 작용한다.The noise canceller using the phase inversion method according to the present invention configured as described above operates as follows.
주변 환경에서 발생한 소음은 소음 센서(Mi)에 의하여 감지되어 프리앰프(PA)에 입력된다.Noises generated in the surrounding environment are detected by the noise sensor Mi and input to the preamplifier PA.
프리앰프(PA)에 입력된 소음 신호는 소정의 세기로 증폭되어 다수의 필터(F1∼3)로 입력된다.The noise signal input to the preamplifier PA is amplified to a predetermined intensity and input to the plurality of filters F 1 to F 3 .
다수의 필터(F1∼3)로 입력된 소음 신호는 각각의 필터(F1∼3)에 의하여 필터링되어 출력되는데, 각 필터(F1∼3)의 통과 대역은 저주파수에서 고주파수에 이르기까지 소정의 폭으로 분할하여 필터링한다. 여기서 소음 신호를 여러 주파수 대역으로 분할하여 필터링하는 이유는 소음이 여러 주파수 대역의 소리가 합성되어 있기 때문이며, 소음을 각 주파수 대역별로 분할하여 신호를 조작하는 것이 보다 더 효율적인 방법이기 때문이다.The noise signals inputted to the plurality of filters F 1 to F 3 are filtered and outputted by the respective filters F 1 to F 3. The pass band of each of the filters F 1 to F 3 is a predetermined range from a low frequency to a high frequency And then filtered. The reason why the noise signal is divided into a plurality of frequency bands and filtered is that the noise is synthesized in a plurality of frequency bands, and it is more efficient to operate the signals by dividing the noise into the respective frequency bands.
상기한 다수의 필터(F1∼3)에 의하여 각 주파수 대역별로 필터링된 소음 신호는 각 필터(F1∼3)의 후단에 연결된 버퍼 앰프(BA1∼3)에 입력되어 증폭되어지는데, 이 때의 증폭 비율은 각 주파수 대역의 신호 크기에 비례하여 증폭한다.The noise signals filtered by the plurality of filters F 1 to F 3 by the respective frequency bands are input to the buffer amplifiers BA 1 to BA 3 connected to the rear ends of the filters F 1 to F 3 , The amplification rate is proportional to the signal amplitude of each frequency band.
상기한 다수의 버퍼 앰프(BA1∼3)에 의하여 각각 증폭된 소음 신호는 출력 증폭부(A)에 입력되어 원래 소음의 크기와 같은 진폭, 그리고 반대 위상으로 반전 및 증폭되어 출력된다.The noise signals amplified by the buffer amplifiers BA 1 to BA 3 are input to the output amplifier A, inverted and amplified to the same amplitude as that of the original noise, and then amplified and amplified.
이 출력 증폭부(A)에 의하여 출력되는 반전 신호는 원래의 소음 신호와 그 진폭 및 주파수가 동일하며, 단 그 위상이 서로 반대이기 때문에 서로 상쇄되어 소음이 제거되는 것이다.The inverted signal outputted by the output amplifying unit A is equal to the amplitude and frequency of the original noise signal, but they are canceled each other because their phases are opposite to each other, so that the noise is removed.
그리고, 본 발명의 제 2발명인 위상 지연 방식을 이용한 소음 제거 장치의 구성 및 작용은 다음과 같다.The structure and operation of the noise canceling apparatus using the phase delay system according to the second aspect of the present invention are as follows.
주변의 소음을 감지하는 소음 센서(Mi)와; 상기한 소음 센서(Mi)에 의하여 감지된 소음 신호를 소정의 크기로 증폭시켜 주는 다수의 프리앰프(PA1∼3)와; 상기한 다수의 프리앰프(PA1∼3)의 출력단에 각각 연결되어 입력되는 주파수에 따라 적당하게 그 위상을 지연시켜 출력시켜 주는 다수의 딜레이(D1∼3)와; 상기한 다수의 딜레이(D1∼3)의 출력단에 연결되어 소정의 크기로 증폭시켜 출력시켜 주는 버퍼 앰프(BA1∼3)와; 상기한 다수의 버퍼 앰프(BA1∼3)의 각 출력을 입력받아 소음 신호의 진폭과 같게 증폭시켜 출력시켜 주는 출력 증폭부(A)와; 상기한 다수의 필터(F1∼3) 및 딜레이(D1∼3)들이 입력된 소음 신호의 주파수의 주기에 맞게 동작하도록 소정의 주파수를 출력시켜 각각의 필터(F1∼3) 및 딜레이(D1∼3)에 입력시켜 주는 클락 발생부(CLK1∼3)로 이루어진다.A noise sensor Mi for sensing ambient noise; A plurality of preamplifiers (PA1 to PA3 ) for amplifying a noise signal sensed by the noise sensor Mi to a predetermined magnitude; A plurality of delays D 1 to D 3 connected to the output terminals of the plurality of preamplifiers PA 1 to 3 and delaying the phases of the preamplifiers PA 1 to 3 according to an input frequency; Buffer amplifiers (BA1 to BA3 ) connected to the output terminals of the plurality of delays (D 1 to D 3 ) to amplify and output the amplified signals to a predetermined size; An output amplifying unit A for receiving the outputs of the plurality of buffer amplifiers BA 1 to 3 and amplifying the amplified signals to the same amplitude as the noise signal; Wherein a plurality of filters (F 1~3) and the delay (D 1~3) are output by a predetermined frequency so as to operate according to the cycle of the frequency of the noise signal respectively input of the filter (F 1~3) and delay ( comprises a clock generator (CLK 1~3) which was input to the D 1~3).
상기한 바와 같이 구성된 위상 지연 방식을 이용한 소음 제거 장치는 다음과 같이 작용한다.The noise canceling apparatus using the phase delay system configured as above operates as follows.
소음 센서(Mi)에 감지된 소음 신호는 프리앰프(PA)에 입력되어 적당한 크기로 증폭되어 소정의 주파수 대역만을 각각 통과시켜 주는 다수의 필터(F1∼3)를 통과한다. 그리고, 각 필터(F1∼3)의 후단에 연결된 딜레이(D1∼3)는 입력된 소음 신호의 주파수에 따라 적당하게 그 위상을 지연시켜 출력시켜 준다.The noise signal detected by the noise sensor Mi is input to the preamplifier PA, amplified to an appropriate size, and passed through a plurality of filters F 1 to F 3 , which pass through only a predetermined frequency band. Delays D 1 to D 3 connected to the rear ends of the filters F 1 to F 3 output the delayed signals in a suitable manner according to the frequency of the input noise signal.
딜레이(D1∼3)에 의하여 소정의 위상차만큼 지연된 소음 신호는 각각 버퍼 앰프(BA1∼3)에 입력되어 1차적으로 증폭되어 출력 증폭부(A)에 입력되어 소음의 크기만큼 증폭되어 출력된다. 이 출력된 신호는 주변의 소음과 결합하여 소음을 제거시켜 준다.The noise signals delayed by a predetermined phase difference due to the delays D 1 to 3 are input to the buffer amplifiers BA 1 to BA 3 and amplified primarily to be amplified by the noise amplification unit A do. This output signal is combined with the surrounding noise to eliminate the noise.
상기한 바와 같이 구성되어 작용하는 본 발명에 따른 소음 제거 장치는 소음을 발생시키는 소음원에 장착되거나 소음이 유입되는 공간에 설치되어 소음을 제거시킴으로써 쾌적한 환경을 조성해 주는 효과를 제공한다.The noise canceling apparatus according to the present invention, which is constructed as described above, is installed in a noise source for generating noise or installed in a noise inflow space to provide a pleasant environment by removing noise.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖은 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
Claims (2)
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