JP2872545B2 - 消音装置 - Google Patents
消音装置Info
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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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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【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。
た消音装置に関するものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の第１の実施例の消音装置の構成図
【図２】同実施例において騒音付加を説明する特性図
【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
ィルタの係数の特性図
【図４】同実施例の消音装置の制御特性図
【図５】本発明の第２の実施例の消音装置の構成図
【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
る特性図
【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
ティブフィルタの係数の特性図
【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
を説明する特性図
【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
ィブフィルタの係数の特性図
【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
フィルタの係数の特性図
【図１１】同実施例の消音装置の制御特性図
【図１２】本発明の第３の実施例の消音装置の構成図
【図１３】同実施例の消音装置の制御を説明する特性図
【図１４】従来の消音装置の構成図
【図１５】従来の他の消音装置の構成図
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
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
Claims (7)
- 【請求項１】 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消音装置。 - 【請求項２】 第１の騒音検出器と第２の騒音検出器と
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。 - 【請求項３】 アダプティブフィルタと係数演算器と停
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。 - 【請求項４】 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請求項
１に記載の消音装置。 - 【請求項５】 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請求項１
に記載の消音装置。 - 【請求項６】 信号処理回路を、低域の周波数成分を減
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。 - 【請求項７】 信号処理回路を、任意の周波数特性に調
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227649A JP2872545B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227649A JP2872545B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0784584A JPH0784584A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2872545B2 true JP2872545B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16864186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5227649A Expired - Fee Related JP2872545B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872545B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009037733A1 (ja) | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Fujitsu Limited | 能動消音装置および能動消音装置の制御方法 |
| US8155333B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-04-10 | Fujitsu Limited | Active noise control apparatus |
| US8243941B2 (en) | 2007-03-30 | 2012-08-14 | Fujitsu Limited | Active noise reduction system and active noise reduction method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023013398A (ja) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | アルプスアルパイン株式会社 | スピーカの歪み補正装置及びスピーカユニット |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP5227649A patent/JP2872545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8243941B2 (en) | 2007-03-30 | 2012-08-14 | Fujitsu Limited | Active noise reduction system and active noise reduction method |
| WO2009037733A1 (ja) | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Fujitsu Limited | 能動消音装置および能動消音装置の制御方法 |
| US8189800B2 (en) | 2007-09-21 | 2012-05-29 | Fujitsu Limited | Active silencer and method for controlling active silencer |
| US8155333B2 (en) | 2008-04-18 | 2012-04-10 | Fujitsu Limited | Active noise control apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0784584A (ja) | 1995-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |