JP2872545B2 - Silencer - Google Patents
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- JP2872545B2 JP2872545B2 JP5227649A JP22764993A JP2872545B2 JP 2872545 B2 JP2872545 B2 JP 2872545B2 JP 5227649 A JP5227649 A JP 5227649A JP 22764993 A JP22764993 A JP 22764993A JP 2872545 B2 JP2872545 B2 JP 2872545B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- coefficient
- adaptive filter
- speaker
- microphone
- Prior art date
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Duct Arrangements (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】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、特開平４−２８２６９４、特開平
４−２８２６９５、特開平４−２８２６９６などに見ら
れるように、送風機を有する空調機などの騒音をディジ
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、送風ダクト内で消音する能動的騒音制御方法が提案
されている。2. Description of the Related Art In recent years, as can be seen in JP-A-4-282694, JP-A-4-282695, and JP-A-4-282696, noise of an air conditioner having a blower is controlled from a speaker using digital signal processing technology. There has been proposed an active noise control method that outputs sound and silences inside a ventilation duct.
【０００３】以下、図面を参照しながら従来の消音装置
について説明する。図１４は従来の消音装置のブロック
図を示すものである。図１４において、１ａおよび１ｂ
は第１および第２の騒音検出器であるところのマイクロ
ホン、５はスピーカ、９は空調機本体からの空気を各部
屋に導く送風ダクト、１２は制御装置、１３は平均化手
段、１４は比較手段、１５は制御装置１２の動作を停止
する停止手段である。Hereinafter, a conventional silencer will be described with reference to the drawings. FIG. 14 shows a block diagram of a conventional silencer. In FIG. 14, 1a and 1b
Are microphones which are the first and second noise detectors, 5 is a speaker, 9 is a ventilation duct for guiding air from the air conditioner body to each room, 12 is a control device, 13 is an averaging means, and 14 is a comparison unit. Means 15 are stopping means for stopping the operation of the control device 12.
【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。まず騒音は送風ダ
クト９内を矢印の方向に伝搬し、マイクロホン１ａで検
出される。その検出信号は制御装置１２に入力される。
同時にマイクロホン１ｂで検出された騒音信号も制御装
置１２に入力される。そして制御装置１２はこの二つの
信号から、マイクロホン１ｂにおける騒音が減衰するよ
うにマイクロホン１ｂでの騒音と同振幅逆位相の制御音
をスピーカ５より再生する。これによってマイクロホン
１ｂでの騒音が減衰することになる。しかし、制御装置
１２はマイクロホン１ｂからの信号を常に監視しながら
自分自身の特性を変化させて行くので、なんらかの要
因、たとえば、マイクロホン１ａとマイクロホン１ｂの
経年変化などにより、これらの間の伝達関数に非線形要
素が発生して、マイクロホン１ａとマイクロホン１ｂで
検出される信号の相関が悪化した場合などに、間違った
特性になることがあり、マイクロホン１ｂで騒音付加と
なることがある。これを防ぐため、マイクロホン１ｂで
検出される時間変動を伴う信号を平均化手段１３により
時間平均し、その出力レベルを比較手段１４で規定値と
比較し、規定値に達すれば停止手段１５によって制御装
置１２の動作を止める。[0004] The operation of the thus configured silencer will be described below. First, noise propagates in the air duct 9 in the direction of the arrow, and is detected by the microphone 1a. The detection signal is input to the control device 12.
At the same time, a noise signal detected by the microphone 1b is also input to the control device 12. Then, the control device 12 reproduces a control sound having the same amplitude and opposite phase as the noise in the microphone 1b from the speaker 5 so that the noise in the microphone 1b is attenuated from the two signals. As a result, noise at the microphone 1b is attenuated. However, since the control device 12 changes its own characteristics while constantly monitoring the signal from the microphone 1b, the transfer function between them may be changed by some factor, for example, aging of the microphone 1a and the microphone 1b. When the correlation between the signals detected by the microphone 1a and the microphone 1b is deteriorated due to the occurrence of a non-linear element, the characteristics may be erroneous, and noise may be added by the microphone 1b. In order to prevent this, a signal with time variation detected by the microphone 1b is time-averaged by the averaging means 13 and its output level is compared with a specified value by the comparing means 14. The operation of the device 12 is stopped.
【０００５】同様に図１５は他の従来の消音装置のブロ
ック図を示すものである。図１５において、１ａおよび
１ｂは第１および第２の騒音検出器であるところのマイ
クロホン、５はスピーカ、９は空調機本体からの空気を
各部屋に導く送風ダクト、１２は制御装置、１３は平均
化手段、１４は比較手段、１５は制御装置１２の動作を
停止する停止手段である。FIG. 15 is a block diagram showing another conventional silencer. In FIG. 15, reference numerals 1a and 1b denote microphones which are first and second noise detectors, 5 a speaker, 9 a ventilation duct for guiding air from the air conditioner body to each room, 12 a control device, and 13 a Averaging means, 14 is a comparing means, and 15 is a stopping means for stopping the operation of the control device 12.
【０００６】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。消音動作について
は図１４と同じなので省略する。図１５は制御装置１２
の出力信号により自分自身の動作を制御する構成となっ
ており、時間変動を伴う制御装置１２の出力信号を平均
化手段１３により時間平均し、その出力レベルを比較手
段１４で規定値と比較し、規定値であれば停止手段１５
によって制御装置１２の動作を止める。The operation of the silencer constructed as described above will be described below. The silencing operation is the same as in FIG. FIG. 15 shows the control device 12.
The operation of the control unit 12 itself is controlled by the output signal of the control unit 12. The output signal of the control device 12 with time fluctuation is averaged over time by the averaging unit 13, and the output level is compared with the specified value by the comparison unit 14. If the specified value, stop means 15
The operation of the control device 12 is stopped.
【０００７】また、さらにブロック図には示さないが図
１４と図１５を足し合わせた構成も考えられるが、その
動作は同様である。Further, although not shown in the block diagram, a configuration obtained by adding FIGS. 14 and 15 can be considered, but the operation is the same.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図１４，
図１５のように、マイクロホン１ｂあるいは制御装置１
２の出力の時間平均をとる従来の構成では、ある周波数
帯域では騒音付加となっているがその他の主な制御帯域
においては減衰しているような場合には、騒音付加を見
つけられず見かけ上正常に動作しているものと判断され
制御装置１２をそのまま動作させてしまうという問題点
を有している。However, FIG.
As shown in FIG. 15, the microphone 1b or the control device 1
In the conventional configuration in which the time average of the output of No. 2 is taken, noise is added in a certain frequency band but is attenuated in other main control bands. There is a problem that the controller 12 is determined to be operating normally and the control device 12 is operated as it is.
【０００９】また、平均化手段１３の精度により制御停
止動作の遅延などの誤差が生じるし、さらに停止手段１
５を動作させるために平均化手段１３と比較手段１４が
必要となるという問題点も有している。Further, an error such as a delay in the control stop operation occurs due to the accuracy of the averaging means 13, and the stopping means 1
5 also requires the averaging means 13 and the comparing means 14 to operate.
【００１０】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、平均化手段１３を用いずに、ある周波数帯域のみが
騒音付加となるような場合でも、騒音付加となる前に制
御特性の更新が停止でき、これらの停止制御が遅延など
の誤差なく行うことができ、その結果、安全に騒音制御
ができる消音装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above-described problem. Even when only a certain frequency band is added with noise without using the averaging means 13, the control characteristics are updated before noise is added. An object of the present invention is to provide a silencer that can be stopped and can perform these stop controls without errors such as delays, and as a result, can safely perform noise control.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の消音装
置は、騒音源からの騒音を検出する第１の騒音検出器
と、検出された騒音信号を適応制御するアダプティブフ
ィルタと、前記第１の騒音検出器の出力を信号処理する
ディジタルフィルタと、前記第１の騒音検出器の設置位
置に比べて騒音源に遠い位置に設置されかつ前記アダプ
ティブフィルタの出力を再生するスピーカと、このスピ
ーカの近傍の騒音源から遠い位置に設置された第２の騒
音検出器と、この第２の騒音検出器の出力と前記ディジ
タルフィルタの出力に基づいて、前記アダプティブフィ
ルタの係数を時間領域において演算して更新する係数演
算器と、この係数演算器により演算された前記アダプテ
ィブフィルタの係数のうちの１番目の係数の大きさが規
定値に達すると前記係数演算器による係数更新を停止す
る停止回路とで構成したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a muffler comprising: a first noise detector for detecting noise from a noise source; an adaptive filter for adaptively controlling a detected noise signal; A digital filter that processes the output of the first noise detector, a speaker that is installed at a position farther from the noise source than the installation position of the first noise detector, and reproduces the output of the adaptive filter; A second noise detector installed at a position distant from the noise source in the vicinity of, and the coefficient of the adaptive filter is calculated in the time domain based on the output of the second noise detector and the output of the digital filter. And a coefficient calculator for updating the coefficient when the magnitude of the first coefficient among the coefficients of the adaptive filter calculated by the coefficient calculator reaches a specified value. Characterized by being constituted by a stop circuit for stopping the coefficient update by number calculator.
【００１２】請求項４に記載の消音装置は、請求項１の
アダプティブフィルタとスピーカの間に出力周波数特性
を調整する信号処理回路を設けたことを特徴とする。請
求項５に記載の消音装置は、請求項１の第２の騒音検出
器と係数演算器の間に出力周波数特性を調整する信号処
理回路を設けたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a muffler including a signal processing circuit for adjusting an output frequency characteristic between the adaptive filter and the speaker. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a muffler, wherein a signal processing circuit for adjusting an output frequency characteristic is provided between the second noise detector and the coefficient calculator of the first aspect.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１の構成によると、停止回路が、係数演
算器により演算されたアダプティブフィルタの係数のう
ちの１番目の係数だけを監視して、この大きさが規定値
に達すると係数演算器による係数更新を停止し、この係
数により、アダプティブフィルタが第１の騒音検出器か
らの騒音を信号処理しスピーカ５に出力して騒音制御す
る。According to the structure of the first aspect, the stop circuit monitors only the first coefficient among the coefficients of the adaptive filter calculated by the coefficient calculator, and when the magnitude reaches a specified value, the coefficient calculation is performed. The update of the coefficient by the detector is stopped, and the adaptive filter processes the noise from the first noise detector based on the coefficient and outputs the signal to the speaker 5 to control the noise.
【００１４】請求項４の構成によると、アダプティブフ
ィルタとスピーカの間に設けられた信号処理回路が、ア
ダプティブフィルタからの信号の周波数特性を調整して
スピーカへ出力する。According to the configuration of the fourth aspect, the signal processing circuit provided between the adaptive filter and the speaker adjusts the frequency characteristics of the signal from the adaptive filter and outputs the signal to the speaker.
【００１５】請求項５の構成によると、第２の騒音検出
器と係数演算器の間に設けられた信号処理回路が、第２
の騒音検出器からの信号の周波数特性を調整して係数演
算器へ出力する。According to the fifth aspect of the present invention, the signal processing circuit provided between the second noise detector and the coefficient calculator is provided in the second noise detector.
The frequency characteristic of the signal from the noise detector is adjusted and output to the coefficient calculator.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例に
おける消音装置のブロック図を示すものである。図１に
おいて、１ａおよび１ｂは第１および第２の騒音検出器
であるところのマイクロホン、２はアダプティブフィル
タ、３はディジタルフィルタであるところのＦＩＲフィ
ルタ、４は係数演算器であるところのＬＭＳ演算器、５
はスピーカ、６は停止回路であるところのマイクロプロ
セッサ（以下ＣＰＵと略称する）、７は空調機本体、８
は空調機本体７内にある遠心送風機、９は空調機本体７
からの空気を各部屋に導く送風ダクト、１０はアダプテ
ィブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３とＬＭＳ演算器４で
構成されたディジタルシグナルプロセッサ（以下ＤＳＰ
と略称する）である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a silencer according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1a and 1b denote microphones as first and second noise detectors, 2 an adaptive filter, 3 an FIR filter as a digital filter, and 4 an LMS operation as a coefficient calculator. Container, 5
Is a speaker, 6 is a microprocessor (hereinafter abbreviated as CPU) as a stop circuit, 7 is an air conditioner body, 8
Is a centrifugal blower in the air conditioner main body 7, and 9 is an air conditioner main body 7.
A ventilation duct 10 for guiding air from the air to each room is a digital signal processor (hereinafter referred to as DSP) composed of an adaptive filter 2, an FIR filter 3, and an LMS operation unit 4.
).
【００１７】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。まず遠心送風機８
で発生した騒音はその吐出口から送風ダクト９内に放射
されマイクロホン１ａで検出される。その検出信号はア
ダプティブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３に入力され
る。アダプティブフィルタ２で信号処理された騒音信号
はスピーカ５より再生される。このスピーカ５で再生さ
れた制御音と遠心送風機８の吐出口から放射され送風ダ
クト９を伝わってきた騒音は、マイクロホン１ｂで検出
されＬＭＳ演算器４に入力される。ＬＭＳ演算器４はこ
の検出信号とＦＩＲフィルタ３からの出力信号とによ
り、アダプティブフィルタ２の係数を演算し更新する。
ここで、スピーカ５からマイクロホン１ｂまでの総合伝
達関数をＣとすると、ＦＩＲフィルタ３には、予め、総
合伝達関数Ｃを近似した係数ｃ（ｎ）が設定されてお
り、ＬＭＳ演算器４は式１によりアダプティブフィルタ
２の係数Ｗ（ｎ）を更新する。The operation of the silencer configured as described above will be described below. First, the centrifugal blower 8
Is emitted from the discharge port into the air duct 9 and detected by the microphone 1a. The detection signal is input to the adaptive filter 2 and the FIR filter 3. The noise signal processed by the adaptive filter 2 is reproduced from the speaker 5. The control sound reproduced by the speaker 5 and the noise radiated from the outlet of the centrifugal blower 8 and transmitted through the ventilation duct 9 are detected by the microphone 1 b and input to the LMS calculator 4. The LMS calculator 4 calculates and updates the coefficient of the adaptive filter 2 based on the detection signal and the output signal from the FIR filter 3.
Here, assuming that the total transfer function from the speaker 5 to the microphone 1b is C, a coefficient c (n) approximating the total transfer function C is set in advance in the FIR filter 3, and the LMS calculator 4 calculates 1, the coefficient W (n) of the adaptive filter 2 is updated.
【００１８】[0018]
【数１】 これによってアダプティブフィルタ２はマイクロホン１
ｂにおいて騒音を減衰するように動作する。この方法を
Filtered-xアルゴリズム（参考文献；B.Widrowand S.St
earns,「Adaptive Signal Processing」（Prentice-Hal
l,Englewood Cliffs,NJ,1985））という。(Equation 1) As a result, the adaptive filter 2 is connected to the microphone 1
At b, it operates to attenuate noise. This way
Filtered-x algorithm (references; B. Widrowand S. St)
earns, "Adaptive Signal Processing" (Prentice-Hal
l, Englewood Cliffs, NJ, 1985)).
【００１９】ここで、マイクロホン１ａ，１ｂとスピー
カ５は、アダプティブフィルタ２の係数（式１のＷ
（ｎ））のうちの最前部近傍の係数（Ｗ（ｎ）の１項目
から全項数の１／４の項数までの範囲）のレベルがピー
クとなるように配置されているものとする。Here, the microphones 1a and 1b and the loudspeaker 5 are connected to the coefficients of the adaptive filter 2 (W in Equation 1).
(N)), the coefficient (range from one item of W (n) to one-fourth of the total number of terms) in the vicinity of the forefront is arranged so as to have a peak level. .
【００２０】これは、以下の具体的な説明に基づいて設
定されている。マイクロホン１ａからマイクロホン１ｂ
までの騒音伝達時間をｔ１，スピーカ５からマイクロホ
ン１ｂまでの制御音伝達時間をｔ２，装置の信号処理時
間（遅延時間）をｔ３とすると、ｔ３≦ｔ１−ｔ２でな
ければならず、ｔ３がｔ１−ｔ２に近くなるほど、アダ
プティブフィルタ２の係数のレベルピークが係数の１項
目（０タップ目）に近づく。This is set based on the following specific description. From microphone 1a to microphone 1b
Assuming that the noise transmission time t1 is t1, the control sound transmission time from the speaker 5 to the microphone 1b is t2, and the signal processing time (delay time) of the device is t3, t3 ≦ t1−t2, and t3 is t1 As the value approaches −t2, the level peak of the coefficient of the adaptive filter 2 approaches one item of the coefficient (0th tap).
【００２１】以上のようにアダプティブフィルタ２の係
数が更新され続けることによって消音して行くことにな
るが、これを詳しくみると、今マイクロホン１ａあるい
はマイクロホン１ｂで検出される騒音が図２（ａ）のよ
うな周波数特性を有し、スピーカ５からマイクロホン１
ｂまでの伝達関数の周波数特性が図２（ｂ）で示される
ものである場合、マイクロホン１ｂにおける消音効果は
図２（ｃ）のようになる。図２（ｃ）において図２
（ｂ）の平坦特性部分では大きく一様な消音量が得られ
ているが、スピーカ５の再生音圧レベルが低下する低域
部分では消音量の違いが見受けられ、特に斜線で示す部
分では騒音付加となっている。これをアダプティブフィ
ルタ２の係数で見ると、その時間特性は図３（ａ）に示
すように１番目の係数（式１のＷ0 （ｎ））が最大レベ
ルを有し、周波数特性では図３（ｂ）のように低域成分
が高域に比べて大きくなっている。これはつまりスピー
カ５からマイクロホン１ｂまでの伝達関数が図２（ｂ）
のように制御する騒音に比べて低域のレベルが小さくま
たＦＩＲフィルタ３の係数がこれを近似していることに
より、アダプティブフィルタ２が係数の低域成分を大き
くすることでこれを補おうとしていることになる。しか
し無制限なレベルアップはＤＳＰ１０の有限語長に起因
するオーバーフローを発生させたり、スピーカ５への大
入力による非線形歪を発生させたりする。これによっ
て、図２（ｃ）の騒音付加がまず最初に現われ、さらに
ひどくなると他の帯域でも騒音付加が発生し、最後には
発散してしまい発振状態になる。As described above, the noise is eliminated by continuously updating the coefficient of the adaptive filter 2, but the noise detected by the microphone 1a or the microphone 1b is now shown in FIG. And has a frequency characteristic as shown in FIG.
When the frequency characteristic of the transfer function up to b is as shown in FIG. 2B, the noise reduction effect in the microphone 1b is as shown in FIG. 2C. In FIG. 2C, FIG.
Although a large and uniform silencing is obtained in the flat characteristic portion of (b), a difference in silencing is observed in a low-frequency part where the reproduction sound pressure level of the speaker 5 is reduced. Has been added. Looking at this with the coefficient of the adaptive filter 2, the time characteristic is that the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) has the maximum level as shown in FIG. As shown in (b), the low frequency component is larger than the high frequency component. This means that the transfer function from the speaker 5 to the microphone 1b is as shown in FIG.
Since the low-frequency level is smaller than the noise controlled as described above and the coefficient of the FIR filter 3 approximates this, the adaptive filter 2 attempts to compensate for this by increasing the low-frequency component of the coefficient. Will be. However, an unlimited level increase causes an overflow due to the finite word length of the DSP 10 or a nonlinear distortion due to a large input to the speaker 5. As a result, the noise addition shown in FIG. 2 (c) appears first, and when the noise is further worsened, the noise addition also occurs in other bands, and finally diverges to an oscillating state.
【００２２】ところが図１におけるＣＰＵ６が、アダプ
ティブフィルタ２の係数のうちの１番目の係数（式１の
Ｗ0 （ｎ））の大きさを騒音付加が発生しだすときの値
と比較し、１番目の係数（式１のＷ0 （ｎ））の大きさ
がその規定値に達すると即座にアダプティブフィルタ２
の係数更新を止めるようＤＳＰ１０を制御すると、騒音
付加とならずに騒音制御できる。これをアダプティブフ
ィルタ２の係数で見ると、その時間特性は図４（ａ）に
示すように１番目の係数（式１のＷ0 （ｎ））が規定値
Ａとなっており、周波数特性では図４（ｂ）のように低
域成分が図３（ｂ）に比べて小さくなっている。これに
よって図４（ｃ）に示すように騒音付加を発生させずに
騒音制御できることとなる。However, the CPU 6 in FIG. 1 compares the magnitude of the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) among the coefficients of the adaptive filter 2 with the value at the time when noise addition starts to occur. As soon as the coefficient (W 0 (n) in Equation 1) reaches its specified value, the adaptive filter 2
When the DSP 10 is controlled so as to stop the coefficient updating, the noise can be controlled without adding noise. Looking at this with the coefficient of the adaptive filter 2, the time characteristic shows that the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) has the specified value A as shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the low-frequency component is smaller than that in FIG. 3B. As a result, as shown in FIG. 4C, noise control can be performed without generating additional noise.
【００２３】なお、本実施例では、アダプティブフィル
タ２の係数更新を停止するのにＣＰＵ６を用いて行った
が、ＤＳＰ１０内で係数の監視を行って自分自身で止め
る構成でも良い。In this embodiment, the updating of the coefficients of the adaptive filter 2 is stopped by using the CPU 6, but the coefficient may be monitored in the DSP 10 and stopped by itself.
【００２４】次に本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施例
における消音装置のブロック図を示すものである。図５
において、１ａおよび１ｂは第１および第２の騒音検出
器であるところのマイクロホン、２はアダプティブフィ
ルタ、３はＦＩＲフィルタ、４はＬＭＳ演算器、５はス
ピーカ、６は停止回路であるところのＣＰＵ、７は空調
機本体、８は空調機本体７内にある遠心送風機、９は空
調機本体７からの空気を各部屋に導く送風ダクト、１０
はアダプティブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３とＬＭＳ
演算器４で構成されたＤＳＰ、１１は信号処理回路であ
るところのイコライザである。ここでマイクロホン１
ａ，１ｂとスピーカ５は、アダプティブフィルタ２の係
数のレベルピークが係数の最前部付近となるように設置
されているとする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram showing a silencer according to a second embodiment of the present invention. FIG.
Wherein 1a and 1b are microphones which are first and second noise detectors, 2 is an adaptive filter, 3 is an FIR filter, 4 is an LMS calculator, 5 is a speaker, and 6 is a CPU which is a stop circuit. , 7 is an air conditioner main body, 8 is a centrifugal blower in the air conditioner main body 7, 9 is an air duct for guiding air from the air conditioner main body 7 to each room, 10
Is adaptive filter 2, FIR filter 3, and LMS
The DSP 11 composed of the arithmetic unit 4 is an equalizer which is a signal processing circuit. Here microphone 1
Assume that a and 1b and the speaker 5 are installed such that the level peak of the coefficient of the adaptive filter 2 is near the forefront of the coefficient.
【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。まず遠心送風機８
で発生した騒音はその吐出口から送風ダクト９内に放射
されマイクロホン１ａで検出される。その検出信号はア
ダプティブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３に入力され
る。アダプティブフィルタ２で信号処理された騒音信号
はイコライザ１１によって周波数特性を調整されてスピ
ーカ５より再生される。このスピーカ５で再生された制
御音と遠心送風機８の吐出口から放射され送風ダクト９
を伝わってきた騒音は、マイクロホン１ｂで検出されＬ
ＭＳ演算器４に入力される。ＬＭＳ演算器４はこの検出
信号とＦＩＲフィルタ３からの出力信号とにより、アダ
プティブフィルタ２の係数を演算し更新する。ここでＦ
ＩＲフィルタ３には予めイコライザ１１からマイクロホ
ン１ｂまでの伝達関数が係数として近似されている。こ
れによってアダプティブフィルタ２はマイクロホン１ｂ
において騒音を減衰するように動作する。The operation of the muffler configured as described above will be described below. First, the centrifugal blower 8
Is emitted from the discharge port into the air duct 9 and detected by the microphone 1a. The detection signal is input to the adaptive filter 2 and the FIR filter 3. The noise signal subjected to the signal processing by the adaptive filter 2 has its frequency characteristics adjusted by the equalizer 11 and is reproduced from the speaker 5. The control sound reproduced by the speaker 5 and the air duct 9 radiated from the outlet of the centrifugal blower 8
Transmitted from the microphone 1b is detected by the microphone 1b.
It is input to the MS calculator 4. The LMS calculator 4 calculates and updates the coefficient of the adaptive filter 2 based on the detection signal and the output signal from the FIR filter 3. Where F
The transfer function from the equalizer 11 to the microphone 1b is approximated to the IR filter 3 in advance as a coefficient. As a result, the adaptive filter 2 is connected to the microphone 1b.
Operates to attenuate noise.
【００２６】これを詳しくみると、今図１のようにイコ
ライザ１１が存在しないとして、マイクロホン１ａある
いはマイクロホン１ｂで検出される騒音が図６（ａ）の
ような周波数特性を有し、スピーカ５からマイクロホン
１ｂまでの伝達関数の周波数特性が図６（ｂ）で示され
るものである場合、マイクロホン１ｂにおける消音効果
は図６（ｃ）のようになる。図６（ｃ）において低域に
なるほど大きな消音量が得られているが、高域では消音
量が小さいあるいは消音されていない。これをアダプテ
ィブフィルタ２の係数で見ると、図７に示すように低域
成分が高域に比べて大きくなっており、低域が主に制御
されているのがわかる。しかし実際問題として高域の消
音量も低域と同程度確保したい場合には、図５のように
イコライザ１１を用い、その周波数特性を図８（ａ）の
ように高域ほどレベルが大きくなるようにすればイコラ
イザ１１からマイクロホン１ｂまでの伝達関数は図８
（ｃ）のようになるので、マイクロホン１ｂでの消音効
果は図８（ｂ）のように各帯域で一様に減衰することに
なる。これをアダプティブフィルタ２の係数でみると、
図９に示すように図７と比べて各帯域で一様に制御して
いる。In detail, assuming that the equalizer 11 does not exist as shown in FIG. 1, the noise detected by the microphone 1a or the microphone 1b has a frequency characteristic as shown in FIG. When the frequency characteristic of the transfer function up to the microphone 1b is as shown in FIG. 6B, the sound deadening effect in the microphone 1b is as shown in FIG. In FIG. 6 (c), a larger volume is obtained as the frequency becomes lower, but the volume is small or not muted in the high frequency range. Looking at this by the coefficient of the adaptive filter 2, it can be seen that the low-frequency component is larger than the high-frequency component as shown in FIG. 7, and that the low-frequency component is mainly controlled. However, as a practical problem, when it is desired to ensure that the high-frequency silencing is as high as the low-frequency, the equalizer 11 is used as shown in FIG. 5 and the frequency characteristic of the equalizer 11 becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. By doing so, the transfer function from the equalizer 11 to the microphone 1b becomes as shown in FIG.
As shown in FIG. 8C, the muffling effect of the microphone 1b is attenuated uniformly in each band as shown in FIG. Looking at this with the coefficient of adaptive filter 2,
As shown in FIG. 9, the control is uniformly performed in each band as compared with FIG.
【００２７】ところがこのように問題なく制御できれば
良いが、イコライザ１１を図８（ａ）のような低域にな
るほどレベルが小さくなる特性とすることにより、図８
（ｄ）に示すように図１の場合と同様な問題点がでてく
る。このときの係数は図１０のようになる。However, it is sufficient that control can be performed without any problem as described above. However, by making the equalizer 11 have such a characteristic that the level becomes lower as the frequency becomes lower as shown in FIG.
As shown in (d), the same problem as in the case of FIG. 1 appears. The coefficients at this time are as shown in FIG.
【００２８】ところが図１の場合と同様に図５における
ＣＰＵ６が、アダプティブフィルタ２の係数のうちの１
番目の係数（式１のＷ0 （ｎ））の大きさを騒音付加が
発生しだすときの値と比較し、１番目の係数（式１のＷ
0 （ｎ））の大きさがその規定値に達すると即座にアダ
プティブフィルタ２の係数更新を止めるようＤＳＰ１０
を制御すると、騒音付加とならずに騒音制御できる。こ
れをアダプティブフィルタ２の係数で見ると、その時間
特性は図１１（ａ）に示すように１番目の係数（式１の
Ｗ0 （ｎ））が規定値Ａとなっており、周波数特性では
図１１（ｂ）のように低域成分が図１０（ｂ）に比べて
小さくなっている。これによって図１１（ｃ）に示すよ
うに騒音付加を発生させずに騒音制御できることとな
る。However, as in the case of FIG. 1, the CPU 6 in FIG.
The magnitude of the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) is compared with the value at the time when noise addition starts, and the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) is compared.
When the magnitude of 0 (n)) reaches the specified value, the DSP 10 stops updating the coefficient of the adaptive filter 2 immediately.
, Noise control can be performed without adding noise. Looking at this with the coefficient of the adaptive filter 2, the time characteristic shows that the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) has a specified value A as shown in FIG. As shown in FIG. 11B, the low-frequency component is smaller than that in FIG. As a result, as shown in FIG. 11C, noise control can be performed without generating noise.
【００２９】なお、本実施例では、アダプティブフィル
タ２の係数更新を停止するのにＣＰＵ６を用いて行った
が、ＤＳＰ１０内で係数の監視を行って自分自身で止め
る構成でも良い。またアダプティブフィルタ２の出力を
調整するのにイコライザ１１を用いたが、アクティブフ
ィルタなどの減衰特性を利用したものでも良い。In this embodiment, the updating of the coefficients of the adaptive filter 2 is stopped by using the CPU 6. However, the configuration may be such that the coefficients are monitored in the DSP 10 and stopped by itself. In addition, although the equalizer 11 is used to adjust the output of the adaptive filter 2, a device using an attenuation characteristic such as an active filter may be used.
【００３０】最後に本発明の第３の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１２は本発明の第３の実
施例における消音装置のブロック図を示すものである。
図１２において、１ａおよび１ｂは第１および第２の騒
音検出器であるところのマイクロホン、２はアダプティ
ブフィルタ、３はＦＩＲフィルタ、４はＬＭＳ演算器、
５はスピーカ、６は停止回路であるところのＣＰＵ、７
は空調機本体、８は空調機本体７内にある遠心送風機、
９は空調機本体７からの空気を各部屋に導く送風ダク
ト、１０はアダプティブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３
とＬＭＳ演算器４で構成されたＤＳＰ、１１は信号処理
回路であるところのイコライザである。ここでマイクロ
ホン１ａ，１ｂとスピーカ５は、アダプティブフィルタ
２の係数のレベルピークが係数の最前部付近となるよう
に設置されているとする。Finally, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram showing a silencer according to a third embodiment of the present invention.
In FIG. 12, microphones 1a and 1b are first and second noise detectors, 2 is an adaptive filter, 3 is an FIR filter, 4 is an LMS calculator,
5 is a speaker, 6 is a CPU which is a stop circuit, 7
Is an air conditioner main body, 8 is a centrifugal blower in the air conditioner main body 7,
9 is a ventilation duct for guiding air from the air conditioner body 7 to each room, 10 is an adaptive filter 2 and an FIR filter 3
A DSP 11 composed of the LMS calculator 4 and an equalizer 11 is a signal processing circuit. Here, it is assumed that the microphones 1a and 1b and the speaker 5 are installed such that the level peak of the coefficient of the adaptive filter 2 is near the forefront of the coefficient.
【００３１】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。まず遠心送風機８
で発生した騒音はその吐出口から送風ダクト９内に放射
されマイクロホン１ａで検出される。その検出信号はア
ダプティブフィルタ２とＦＩＲフィルタ３に入力され
る。アダプティブフィルタ２で信号処理された騒音信号
はスピーカ５より再生される。このスピーカ５で再生さ
れた制御音と遠心送風機８の吐出口から放射され送風ダ
クト９を伝わってきた騒音は、マイクロホン１ｂで検出
され、イコライザ１１によって周波数特性を調整されて
ＬＭＳ演算器４に入力される。ＬＭＳ演算器４はイコラ
イザ１１からの出力信号とＦＩＲフィルタ３からの出力
信号とにより、アダプティブフィルタ２の係数を演算し
更新する。ここでＦＩＲフィルタ３には予めスピーカ５
からイコライザ１１までの伝達関数が係数として近似さ
れている。これによってアダプティブフィルタ２はマイ
クロホン１ｂにおいて騒音を減衰するように動作する。The operation of the thus configured silencer will be described below. First, the centrifugal blower 8
Is emitted from the discharge port into the air duct 9 and detected by the microphone 1a. The detection signal is input to the adaptive filter 2 and the FIR filter 3. The noise signal processed by the adaptive filter 2 is reproduced from the speaker 5. The control sound reproduced by the speaker 5 and the noise radiated from the outlet of the centrifugal blower 8 and transmitted through the ventilation duct 9 are detected by the microphone 1 b, the frequency characteristics are adjusted by the equalizer 11, and input to the LMS calculator 4. Is done. The LMS calculator 4 calculates and updates the coefficients of the adaptive filter 2 based on the output signal from the equalizer 11 and the output signal from the FIR filter 3. The FIR filter 3 has a speaker 5 in advance.
The transfer function from to is equalized as a coefficient. As a result, the adaptive filter 2 operates so as to attenuate noise in the microphone 1b.
【００３２】これを詳しくみると、今マイクロホン１ａ
あるいはマイクロホン１ｂで検出される騒音が図１３
（ａ）のような周波数特性を有するときは、図１２のよ
うにイコライザ１１を用い、その周波数特性を図１３
（ｂ）のように高域ほどレベルが大きくなるようにすれ
ばマイクロホン１ｂで検出された騒音はイコライザ１１
によって図１３（ａ）から図１３（ｃ）のようになるの
で、マイクロホン１ｂでの消音効果は図１３（ｄ）のよ
うに各帯域で一様に減衰することになる。Looking at this in detail, the microphone 1a
Alternatively, the noise detected by the microphone 1b is
When having the frequency characteristic as shown in FIG. 13A, the equalizer 11 is used as shown in FIG.
If the level is increased in the higher frequency range as shown in (b), the noise detected by the microphone 1 b will be equalized by the equalizer 11.
13 (a) to FIG. 13 (c), the sound deadening effect of the microphone 1b is attenuated uniformly in each band as shown in FIG. 13 (d).
【００３３】しかしこのように問題なく制御できれば良
いが、イコライザ１１を図１３（ｂ）のような低域にな
るほどレベルが小さくなる特性とすることにより、図５
の場合と同様な問題点がでてくる。However, as long as the control can be performed without any problem, the equalizer 11 has such a characteristic that the level becomes lower as the frequency becomes lower as shown in FIG.
The same problem as in the case of comes out.
【００３４】ところが図５の場合と同様に図１２におけ
るＣＰＵ６が、アダプティブフィルタ２の係数のうちの
１番目の係数（式１のＷ0 （ｎ））の大きさを騒音付加
が発生しだすときの値と比較し、１番目の係数（式１の
Ｗ0 （ｎ））の大きさがその規定値に達すると即座にア
ダプティブフィルタ２の係数更新を止めるようＤＳＰ１
０を制御すると、騒音付加とならずに騒音制御できる。However, as in the case of FIG. 5, the CPU 6 in FIG. 12 determines the magnitude of the first coefficient (W 0 (n) in the equation 1) among the coefficients of the adaptive filter 2 when the noise is added. Compared to the value, the DSP 1 stops updating the coefficient of the adaptive filter 2 as soon as the magnitude of the first coefficient (W 0 (n) in Equation 1) reaches its specified value.
When 0 is controlled, noise control can be performed without adding noise.
【００３５】なお、本実施例では、アダプティブフィル
タ２の係数更新を停止するのにＣＰＵ６を用いて行った
が、ＤＳＰ１０内で係数の監視を行って自分自身で止め
る構成でも良い。またアダプティブフィルタ２の出力を
調整するのにイコライザ１１を用いたが、アクティブフ
ィルタなどの減衰特性を利用したものでも良い。In the present embodiment, the CPU 6 is used to stop the updating of the coefficients of the adaptive filter 2, but it is also possible to monitor the coefficients in the DSP 10 and stop it by itself. In addition, although the equalizer 11 is used to adjust the output of the adaptive filter 2, a device using an attenuation characteristic such as an active filter may be used.
【００３６】[0036]
【発明の効果】請求項１の構成によれば、停止回路が、
係数演算器により演算されたアダプティブフィルタの係
数のうちの１番目の係数を監視して、この大きさが規定
値に達すると係数演算器による係数更新を停止するよう
動作するので、第１および第２の騒音検出器で検出され
た騒音がどの周波数帯域に対しても平坦な周波数特性で
あって、ある周波数帯域のみが騒音付加となるような場
合でも、騒音付加となる前に係数演算器による係数更新
が停止できる。また、騒音付加が、アダプティブフィル
タの係数のうちの１番目の係数だけの大きさを確認して
判定できるので、係数演算器による係数更新が、遅延な
どの誤差を生じることなく即座に停止できる。その結
果、発散などがない安全な騒音制御ができる。According to the configuration of the first aspect, the stop circuit includes:
The first coefficient among the coefficients of the adaptive filter calculated by the coefficient calculator is monitored, and when the magnitude reaches a specified value, the operation of stopping the coefficient update by the coefficient calculator is stopped. Even if the noise detected by the noise detector 2 has a flat frequency characteristic in any frequency band and only a certain frequency band has noise added, the coefficient arithmetic unit operates before the noise is added. Coefficient update can be stopped. Further, since the noise addition can be determined by checking the magnitude of only the first coefficient among the coefficients of the adaptive filter, the coefficient update by the coefficient calculator can be immediately stopped without causing an error such as a delay. As a result, safe noise control without divergence can be performed.
【００３７】請求項４の構成によれば、信号の周波数特
性が調整できる信号処理回路を、アダプティブフィルタ
とスピーカの間に設けたことにより、アダプティブフィ
ルタの出力の周波数特性が調整できるので、周波数特性
が平坦でない騒音でも各周波数帯域で一様なレベルの信
号にして係数演算器に入力でき、請求項１と同様の効果
を得ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the signal processing circuit capable of adjusting the frequency characteristic of the signal is provided between the adaptive filter and the speaker, the frequency characteristic of the output of the adaptive filter can be adjusted. Can be converted into a signal of a uniform level in each frequency band and input to the coefficient calculator, and the same effect as the first aspect can be obtained.
【００３８】請求項５の構成によれば、信号の周波数特
性が調整できる信号処理回路を、第２の騒音検出器と係
数演算器の間に設けたことにより、第２の騒音検出器の
出力の周波数特性が調整できるので、周波数特性が平坦
でない騒音でも各周波数帯域で一様なレベルの信号にし
て係数演算器に入力でき、請求項１と同様の効果を得る
ことができる。According to the fifth aspect of the present invention, the signal processing circuit capable of adjusting the frequency characteristic of the signal is provided between the second noise detector and the coefficient calculator, so that the output of the second noise detector can be adjusted. Can be adjusted, so that even a noise whose frequency characteristic is not flat can be converted into a signal of a uniform level in each frequency band and input to the coefficient calculator, and the same effect as the first aspect can be obtained.
【図１】本発明の第１の実施例の消音装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a silencer according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施例において騒音付加を説明する特性図FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating noise addition in the embodiment.
【図３】同実施例において騒音付加時のアダプティブフ
ィルタの係数の特性図FIG. 3 is a characteristic diagram of coefficients of an adaptive filter when noise is added in the embodiment.
【図４】同実施例の消音装置の制御特性図FIG. 4 is a control characteristic diagram of the muffler of the embodiment.
【図５】本発明の第２の実施例の消音装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a muffler according to a second embodiment of the present invention.
【図６】同実施例においてイコライザ未使用時を説明す
る特性図FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the embodiment when the equalizer is not used.
【図７】同実施例においてイコライザ未使用時のアダプ
ティブフィルタの係数の特性図FIG. 7 is a characteristic diagram of coefficients of an adaptive filter when an equalizer is not used in the embodiment.
【図８】同実施例においてイコライザ使用時の騒音付加
を説明する特性図FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating noise addition when an equalizer is used in the embodiment.
【図９】同実施例においてイコライザ使用時のアダプテ
ィブフィルタの係数の特性図FIG. 9 is a characteristic diagram of coefficients of an adaptive filter when an equalizer is used in the embodiment.
【図１０】同実施例において騒音付加時のアダプティブ
フィルタの係数の特性図FIG. 10 is a characteristic diagram of coefficients of an adaptive filter when noise is added in the embodiment.
【図１１】同実施例の消音装置の制御特性図FIG. 11 is a control characteristic diagram of the muffler of the embodiment.
【図１２】本発明の第３の実施例の消音装置の構成図FIG. 12 is a configuration diagram of a muffler according to a third embodiment of the present invention.
【図１３】同実施例の消音装置の制御を説明する特性図FIG. 13 is a characteristic diagram illustrating control of the muffler of the embodiment.
【図１４】従来の消音装置の構成図FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional silencer.
【図１５】従来の他の消音装置の構成図FIG. 15 is a configuration diagram of another conventional silencer.
１ａ，１ｂ マイクロホン ２ アダプティブフィルタ ３ ＦＩＲフィルタ ４ ＬＭＳ演算器 ５ スピーカ ６ ＣＰＵ（マイクロプロセッサ） １０ ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ） １１ イコライザ 1a, 1b microphone 2 adaptive filter 3 FIR filter 4 LMS calculator 5 speaker 6 CPU (microprocessor) 10 DSP (digital signal processor) 11 equalizer
フロントページの続き (72)発明者 田村 忠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−40486（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−282696（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−266516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10K 11/178 F24F 13/02 Continuation of the front page (72) Inventor Tadashi Tamura 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-5-40486 (JP, A) JP-A-4-282696 (JP) (A) JP-A-3-266516 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G10K 11/178 F24F 13/02
Claims (7)
検出器と、検出された騒音信号を適応制御するアダプテ
ィブフィルタと、前記第１の騒音検出器の出力を信号処
理するディジタルフィルタと、前記第１の騒音検出器の
設置位置に比べて騒音源に遠い位置に設置されかつ前記
アダプティブフィルタの出力を再生するスピーカと、こ
のスピーカの近傍の騒音源から遠い位置に設置された第
２の騒音検出器と、この第２の騒音検出器の出力と前記
ディジタルフィルタの出力に基づいて、前記アダプティ
ブフィルタの係数を時間領域において演算して更新する
係数演算器と、この係数演算器により演算された前記ア
ダプティブフィルタの係数のうちの１番目の係数の大き
さが規定値に達すると前記係数演算器による係数更新を
停止する停止回路とで構成した消音装置。1. A first noise detector for detecting noise from a noise source, an adaptive filter for adaptively controlling a detected noise signal, and a digital filter for signal-processing an output of the first noise detector. A speaker installed at a position farther from the noise source than the installation position of the first noise detector and reproducing the output of the adaptive filter; and a second speaker installed at a position far from the noise source near the speaker. A noise detector, a coefficient calculator for calculating and updating a coefficient of the adaptive filter in a time domain based on an output of the second noise detector and an output of the digital filter, and a calculation performed by the coefficient calculator. A stop circuit that stops updating the coefficient by the coefficient calculator when the magnitude of the first coefficient among the coefficients of the adaptive filter reaches a specified value; A silencer composed of:
スピーカとを、アダプティブフィルタの係数のうちの最
前部近傍の係数のレベルがピークとなるように配置した
請求項１に記載の消音装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the first noise detector, the second noise detector, and the loudspeaker are arranged such that the level of a coefficient near the forefront of the coefficients of the adaptive filter has a peak. Silencer.
止回路を、ディジタルシグナルプロセッサで構成した請
求項１に記載の消音装置。3. The muffler according to claim 1, wherein the adaptive filter, the coefficient calculator and the stop circuit are constituted by a digital signal processor.
出力周波数特性を調整する信号処理回路を設けた請求項
１に記載の消音装置。4. The muffler according to claim 1, further comprising a signal processing circuit for adjusting an output frequency characteristic between the adaptive filter and the speaker.
力周波数特性を調整する信号処理回路を設けた請求項１
に記載の消音装置。5. A signal processing circuit for adjusting an output frequency characteristic between a second noise detector and a coefficient calculator.
The sound deadening device according to claim 1.
衰するよう構成した請求項４または請求項５のいずれか
に記載の消音装置。6. The muffler according to claim 4, wherein the signal processing circuit is configured to attenuate low frequency components.
整できるよう構成した請求項４または請求項５のいずれ
かに記載の消音装置。7. The muffler according to claim 4, wherein the signal processing circuit is configured to be adjusted to an arbitrary frequency characteristic.
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|---|---|---|---|
| JP5227649A JP2872545B2 (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Silencer |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009037733A1 (en) | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Fujitsu Limited | Active silencer and method of controlling active silencer |
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1993
- 1993-09-14 JP JP5227649A patent/JP2872545B2/en not_active Expired - Fee Related
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