JPH0764567A

JPH0764567A - 能動騒音制御装置

Info

Publication number: JPH0764567A
Application number: JP5207793A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Osuga; 由治大須賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】外部に必要なアナログフィルタの部品削減と
コスト低減、消音効果の長期的な安定性、ダクト長を今
より短縮できる能動騒音制御装置を得ること。【構成】制御アルゴリズム１０で修正されたＦＩＲ適
応型ディジタルフィルタ８の伝達関数に、特定のディジ
タルフィルタ１８の伝達関数を畳み込み演算するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は能動騒音制御装置に関
し、特に長期間にわたって安定した能動騒音制御を行な
うことができ、また、ダクト長を短くできる能動騒音制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は例えば特開平１−３１４５００
号公報に開示されている従来の能動騒音制御装置のシス
テム図である。図において、３０は音響システムで、入
力音波を受け取る入力端３４と、出力音波を放射する出
力端３６とを有する軸方向に延在するダクト３２で構成
される。雑音をもたらす音波は、音波の伝播通路を構成
するダクト３２内を軸方向に左から右へと通る。適応型
フィルタモデル３８には、マイクロフォンで構成された
第１の機械電気変換器（以下、「入力変換器」という）
４２で検出した信号は、カットオフ周波数４．５ヘルツ
のハイパスフィルタ６２およびカットオフ周波数５００
ヘルツのローパスフィルタ５４を通った入力信号４０
と、マイクロフォンで構成された第２の機械電気変換器
（以下、「誤差変換器」という）４６で検出された信号
をカットオフ周波数４５ヘルツのハイパスフィルタ５６
およびカットオフ周波数５００ヘルツのローパスフィル
タ５８を通った誤差信号４４とが入力され、誤差信号４
４が０等の所定値に近づくようにモデル化された訂正信
号４８が出力される。この訂正信号４８はローパスフィ
ルタ６０を通って全方向出力スピーカで構成された機械
電気変換器（以下、「出力変換器」という）５０に入力
され、この出力変換器５０から放出された打ち消し音波
は、出力音波を減衰させるようにダクト３２内に導き入
れられる。

【０００３】図１２は第２の従来例の音響システムを示
しており、図１１と同一符号はそれぞれ同一または相当
部分を示している。入力信号４０としては、入力変換器
４２で検出され、カットオフ周波数ｆ１のハイパスフィ
ルタ１０１で高域通過され、カットオフ周波数ｆ６のロ
ーパスフィルタ１０６で低域通過された信号が入力され
る。誤差信号４４としては、誤差変換器４６で検出さ
れ、カットオフ周波数ｆ２のハイパスフィルタ１０２で
高域通過され、さらにカットオフ周波数ｆ３のハイパス
フィルタ１０３で高域通過され、カットオフ周波数ｆ４
のローパスフィルタ１０４で低域通過され、さらにカッ
トオフ周波数ｆ５のローパスフィルタ１０５で低域通過
された信号が入力される。この実施例２では、図１３に
示すように、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４＜ｆ５＜ｆ６に構
成されており、ハイパスフィルタ１０２および１０３に
より、誤差信号４４の多段高域通過がなされ、さらにロ
ーパスフィルタ１０４および１０５により、多段低域通
過がなされる。この多段通過により、フィルタ応答がロ
ールオフ周波数において整形される。また、高域通過さ
れたのち低域通過された入力信号４０の周波数帯域は，
多段高域通過されたのち多段低域通過された誤差信号４
４の周波数帯域より大きい。

【０００４】つぎに図１４および図１５は、バターワー
スタイプのローパスアナログフィルタでの振幅特性と遅
延特性をそれぞれ示した図である。図１４は横軸に正規
化周波数、縦軸に振幅、パラメータとして次数をとって
いる。図１５は横軸に正規化周波数、縦軸に遅延、パラ
メータとして次数をとっている。両特性図を見ると、次
数が高くなれば遮断周波数が急峻となり、遅延時間の変
化も一定でなく群遅延がカットオフ付近で急激に大きく
なることがわかる。

【０００５】図１６および図１７に、ベッセルタイプの
ローパスアナログフィルタでの振幅特性と遅延特性をそ
れぞれ示す。図１６は横軸に正規化周波数、縦軸に振
幅、パラメータとして次数をとっている。図１７は横軸
に正規化周波数、縦軸に遅延、パラメータとして次数を
とっている。両特性図を見ると、次数が高くなれば遮断
周波数が急峻となるが、バターワースタイプよりゆるく
なっていることがわかる。また、遅延時間の変化は、バ
ターワースタイプより少ないが、まだ一定でなく、群遅
延がカットオフ付近で大きくなることがわかる。

【０００６】ここで明確になったのは、遮断特性の良い
バターワースタイプを選択すれば群遅延特性が悪くな
り、群遅延特性の良いベッセルタイプを選択すれば遮断
特性が悪くなる。さらに、ここではローパスフィルタに
関して説明したが、ハイパスフィルタおよびバンドパス
フィルタも同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の能動騒音制御装
置は上記のように構成されているので、ダクトの長さを
短くする必要のあるところでは、センサーマイクロフォ
ンＭ１と付加音源としてのスピーカＳの距離を短くする
必要があり、ＤＳＰの演算処理時間、アナログフィルタ
の遅延時間、スピーカの遅延時間などを考えると、それ
ほど短くはできない。

【０００８】また、安定に動作させるためには、不要な
入力信号を除くために外部のアナログフィルタを必要と
し、物理的なハードウェアで構成するのでその価格上昇
がさけられない。

【０００９】さらに、アナログフィルタが不要信号を除
くために厳しい仕様のものであれば、カットオフ地点に
おいて、入力信号に必ず位相ひずみをおこし、その結果
正しい入力信号がＤＳＰに入力されないので演算結果に
ずれが生じ、騒音低減効果が少なかったり、システムが
不安定になってシステムが発散に至り、騒音制御ができ
ない状態になる場合がある。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ダクト長をより短くでき、長期
的に安定した消音効果が得られる能動騒音制御装置を得
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る能動騒音
制御装置においては、第１、第２の機械電気変換器で検
出されたアナログ信号をディジタル信号に変換されたデ
ータに対して、特定のディジタルフィルタで演算処理す
る演算処理手段を備えたものである。

【００１２】この発明に係る能動騒音制御装置において
は、制御アルゴリズムで修正されたＦＩＲ適応型ディジ
タルフィルタの伝達関数に、特定のディジタルフィルタ
の伝達関数を畳み込み演算する演算手段を備えたもので
ある。

【００１３】また、特定のディジタルフィルタの特性
を、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、またはロ
ーパスフィルタとしたことである。

【００１４】また、制御アルゴリズムで修正されたＦＩ
Ｒ適応型ディジタルフィルタの伝達関数と特定のディジ
タルフィルタの伝達関数を畳み込み演算する畳み込み演
算手段と伝達関数を時間シフトする時間シフト手段を備
えたものである。

【００１５】また、制御アルゴリズムで修正する量が小
さくなったことを判定する第１の判定手段の結果によっ
て特定のディジタルフィルタの伝達関数をＦＩＲ適応型
ディジタルフィルタの伝達関数に畳み込み演算する演算
手段を備えたものである。

【００１６】また、第２の機械電気変換器の出力信号の
レベルを判定する第２の判定手段の結果によって、特定
のディジタルフィルタの伝達関数をＦＩＲ適応型ディジ
タルフィルタの伝達関数に畳み込み演算する演算手段を
備えたものである。

【００１７】また、特定のディジタルフィルタの伝達関
数を畳み込み演算処理する時間帯は、制御アルゴリズム
で処理する時間体以外の時間体を集めて処理したもので
ある。

【００１８】

【作用】上記のように構成された能動騒音制御装置は、
特定のディジタルフィルタで不要な入力信号を除くため
に、外部に必要なアナログフィルタの仕様が最小限で済
むのでハードウェアの規模がそれに伴って小さくなり、
また、アナログフィルタで入力信号の位相が歪むのも最
小限におさまり、長期的に安定な消音効果の得られる騒
音制御ができる。

【００１９】また、騒音を検出して結果を出すまでのト
ータルの処理時間が短くなり、ある程度ダクトの長さを
短くすることができる。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１を示すシステムブ
ロック図である。図において、音波の伝搬通路１内に騒
音源からの伝搬音波を検出する二つのセンサーマイクロ
フォンＭ１，Ｍ２が、付加音源としてのスピーカＳを基
準にしてその上流側と下流側の位置に、それぞれ設置さ
れている。センサーマイクロフォンＭ１の信号は、その
信号を増幅するプリアンプ２、アンチエリアシング用の
ローパスフィルタ３を通り、Ａ／Ｄコンバータ４でアナ
ログ信号がディジタル信号に変換され、第１のＦＩＲ型
ディジタルフィルタ５を介して、加算点６に入力され
る。

【００２１】また、音響フィードバック抑制用ディジタ
ルフィルタ７の出力信号が入力され、ディジタルフィル
タ７の出力信号は、センサーマイクロフォンＭ１からの
出力信号に対して逆位相で加算される。また、加算点６
の出力信号は、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８およ
び第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９に入力されるよ
うに構成され、第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９の
出力信号Ｘは、制御アルゴリズム１０に入力される。

【００２２】さらに、制御アルゴリズム１０には、セン
サーマイクロフォンＭ２の出力信号が、その出力信号を
増幅するプリアンプ１１、アンチエリアシング用のロー
パスフィルタ１２を通り、Ａ／Ｄコンバータ１３でアナ
ログ信号がディジタル信号に変換され、第３のＦＩＲ型
ディジタルフィルタ１４を介して誤差信号Ｅとして入力
される。

【００２３】ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８の出力
信号は、音響フィードバック抑制用ディジタルフィルタ
７およびＤ／Ａコンバータ１５の入力信号となり、Ｄ／
Ａコンバータ１５の出力は、ローパスフィルタ１６、ス
ピーカー駆動用パワーアンプ１７を介して、スピーカＳ
に入力される。

【００２４】上記構成において、騒音源からの伝搬音波
はセンサーマイクロフォンＭ１，Ｍ２により検出され、
センサーマイクロフォンＭ２の出力信号は、誤差信号Ｅ
として制御アルゴリズム１０に入力される。加算点６で
はセンサーマイクロフォンＭ１からの出力信号と、音響
フィードバック抑制用ディジタルフィルタ７の出力信号
が互いに逆位相で加算され、その加算出力はＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタ８および第２のＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタ９に入力される。第２のＦＩＲ型ディジタル
フィルタ９の出力信号は制御アルゴリズム１０に入力さ
れ、制御アルゴリズム１０は誤差信号Ｅが最小となるよ
うに、第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９の出力信号
Ｘおよび誤差信号Ｅに基づいてＦＩＲ適応型ディジタル
フィルタ８に付与すべき伝達関数を決定し、その伝達関
数を特定するための制御パラメータであるフィルタ係数
をＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８に与える。

【００２５】ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８では、
入力信号を与えられたフィルタ係数に基づいて、所定の
振幅，位相特性の信号に変換処理する。このＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタ８の出力信号は、Ｄ／Ａ変換され
てセンサーマイクロフォンＭ２の位置において騒音源か
らの伝搬音波を消去するため消音用音波を放射する付加
音源としてのスピーカＳに出力される。このようにして
センサーマイクロフォンＭ２の位置において騒音源から
の伝搬音波は消去される。

【００２６】なお、スピーカＳからの消音用音波がセン
サーマイクロフォンＭ１により検出されるが、この成分
は、消音用ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８から加算
点６までの伝達特性を再現したディジタルフィルタ７の
出力信号を、逆位相にしてセンサーマイクロフォンＭ１
の出力信号と加算点６により加算することにより打ち消
されるので、スピーカＳからセンサーマイクロフォンＭ
１への音響的フィードバックは抑制される。すなわち、
ディジタルフィルタ７は音響的フィードバック抑制のた
めのディジタルフィルタとして作用する。

【００２７】図２は図１に示した能動騒音制御装置の構
成を示す図である。図２において、図１と同一符号はそ
れぞれ同一または相当部分を示しており、２０はＤＳＰ
（ディジタルシグナルプロセッサ）、２１は表示器で、
これらは、相互にバスライン２２を介して接続されてい
る。

【００２８】ディジタルシグナルプロセッサ２０は、図
１に示す第１のＦＩＲ型ディジタルフィルタ５、第２の
ＦＩＲ型ディジタルフィルタ９、第３のＦＩＲ型ディジ
タルフィルタ１４、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ
８、音響フィードバック抑制用ディジタルフィルタ７、
制御アルゴリズム１０の処理としての役割を実行すると
ともに、システム全体を統括制御するコントロールプロ
セッサ処理、Ａ／Ｄコンバータ４，１３や、Ｄ／Ａコン
バータ１５へのデータ転送、表示部２１へのデータ出力
を行っている。

【００２９】このように、センサーマイクロフォンＭ
１，Ｍ２により検出されるとともに、センサーマイクロ
フォンＭ２の出力信号は誤差信号Ｅとして制御アルゴリ
ズム１０に入力される。加算点６ではセンサーマイクロ
フォンＭ１からの出力信号と、音響フィードバック抑制
用ディジタルフィルタ７の出力信号が互いに逆位相で加
算され、その加算出力はＦＩＲ適応型ディジタルフィル
タ８および第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９に入力
される。第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９の出力信
号は制御アルゴリズム１０に入力され、制御アルゴリズ
ム１０は誤差信号Ｅが最小となるように、第２のＦＩＲ
型ディジタルフィルタ９の出力信号Ｘおよび誤差信号Ｅ
に基づいてＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８に付与す
べき伝達関数を決定し、その伝達関数を特定するための
制御パラメータであるフィルタ係数をＦＩＲ適応型ディ
ジタルフィルタ８に与える。

【００３０】第１のＦＩＲ型ディジタルフィルタ５と第
３のＦＩＲ型ディジタルフィルタ１４は、例えば振幅特
性が図１４のローパスアナログフィルタでの振幅特性と
すれば、遅延特性は図３に示したようになる。図３は横
軸に周波数、縦軸に遅延時間をとっている。ローパスア
ナログフィルタでいう次数が高くなっても同じで、遅延
時間の変化は周波数の変化に対して一定であるので、群
遅延が一定となり、カットオフ地点、およびその付近で
もまったく変化しないことがわかる。

【００３１】ＦＩＲ型ディジタルフィルタは、周知のよ
うに、また専門書にも書かれているように、基本的に群
遅延は一定なものが作れることが特徴であり、位相がま
わることがないので、カットオフ周波数近傍で急速な位
相変化がない。したがって、センサーマイクロフォンＭ
１，Ｍ２により検出される信号は、偽りなくＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタ８と第２のＦＩＲ型ディジタルフ
ィルタ９に入力することができる。さらに、アンチエリ
アシング用のローパスフィルタはアナログ回路で処理さ
れてはいるが、騒音制御で処理する周波数範囲が、図４
に示すようにアナログフィルタのカットオフ周波数Ａよ
り十分低い部分Ｂで制御するようにディジタルフィルタ
を構成することにより、より忠実な騒音制御ができるの
はいうまでもない。

【００３２】実施例２．図５はこの発明の実施例２を示
す能動騒音制御装置のシステムブロック図である。図に
おいて、図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分
を示しており、同様な内容の処理がなされる。音波の伝
搬通路１内に二つのセンサーマイクロフォンＭ１，Ｍ２
とスピーカＳが配設され、センサーマイクロフォンＭ１
の信号は、プリアンプ２、ローパスフィルタ３を通り、
Ａ／Ｄコンバータ４でディジタル信号に変換され、加算
点６に入力される。また、加算点６には、音響フィード
バック抑制用ディジタルフィルタ７の出力信号が、セン
サーマイクロフォンＭ１からの出力信号に対して逆位相
で加算され、加算点６の出力信号は、ＦＩＲ適応型ディ
ジタルフィルタ８および第２のＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタ９に入力される。

【００３３】第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９の出
力は、制御アルゴリズム１０に入力される。さらに、制
御アルゴリズム１０には誤差信号Ｅとしてセンサーマイ
クロフォンＭ２の出力信号が、プリアンプ１１、ローパ
スフィルタ１２を通り、Ａ／Ｄコンバータ１３でディジ
タル信号に変換されて入力される。第４のディジタルフ
ィルタ１８は、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８の伝
達関数と畳み込み演算を行い、その後ＦＩＲ適応型ディ
ジタルフィルタ８の出力信号は、音響フィードバック抑
制用ディジタルフィルタ７およびＤ／Ａコンバータ１５
の入力信号となり、Ｄ／Ａコンバータ１５の出力はロー
パスフィルタ１６、スピーカー駆動用パワーアンプ１７
を介して、スピーカＳに入力される。

【００３４】上記構成において、騒音源からの伝搬音波
は、センサーマイクロフォンＭ１，Ｍ２により検出さ
れ、センサーマイクロフォンＭ２の出力信号は、誤差信
号Ｅとして制御アルゴリズム１０に入力される。加算点
６では、センサーマイクロフォンＭ１からの出力信号
と、音響フィードバック抑制用ディジタルフィルタ７の
出力信号が互いに逆位相で加算され、その加算出力はＦ
ＩＲ適応型ディジタルフィルタ８および第２のＦＩＲ型
ディジタルフィルタ９に入力される。第２のＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタ９の出力信号は制御アルゴリズム１０
に入力され、制御アルゴリズム１０は誤差信号Ｅが最小
となるように、第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９の
出力信号Ｘおよび誤差信号Ｅに基づいてＦＩＲ適応型デ
ィジタルフィルタ８に付与すべき伝達関数を決定し、そ
の伝達関数を特定するための制御パラメータであるフィ
ルタ係数をＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８に与え
る。その後第４のディジタルフィルタ１８の伝達関数と
ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８の伝達関数は畳み込
み演算され、最終的なフィルタ係数をＦＩＲ適応型ディ
ジタルフィルタ８に与える。

【００３５】このように、センサーマイクロフォンＭ
１，Ｍ２の信号は、Ａ／Ｄコンバータのアンチエリアシ
ングようのローパスフィルタしか通っておらず、その信
号が制御アルゴリズムの入力信号となるので、ＦＩＲ適
応型ディジタルフィルタ８の伝達関数は、帯域の広い周
波数領域の伝達関数として生成され、特に低域通過の周
波数成分が長時間入ることによって、システムが不安定
になる場合が多い。例えば、スピーカの再生能力が４０
ヘルツ以上で十分な再生能力を持っており、４０ヘルツ
以下の成分の周波数が入った場合で特に再生能力が無い
５ヘルツの信号が入ってきた場合、制御アルゴリズムは
５ヘルツの騒音を落とすためにＦＩＲ適応型ディジタル
フィルタ８の伝達関数を生成していく。しかしスピーカ
には再生能力がないので、実際は５ヘルツの周波数成分
は落ちない。それでも制御アルゴリズムは、もっと５ヘ
ルツの周波数成分が落ちるようにＦＩＲ適応型ディジタ
ルフィルタ８の伝達関数を生成させていくので、ＦＩＲ
適応型ディジタルフィルタ８の伝達関数が成長し続け、
最終的にはシステムの制御ができなくなって発散してし
まう可能性が起こる。

【００３６】しかし、第４のディジタルフィルタ１８の
伝達関数が周波数領域で図６に示す伝達関数であれば、
再生能力の低下する４０ヘルツのＣ点からレスポンスを
小さくしており、５ヘルツではレスポンスとしてなくし
ている。つねにこのフィルタが畳み込み演算されている
ので、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ８の伝達関数が
成長し続けることがなく、安定する。必要な伝達関数を
得るためには、既存のディジタルフィルタ設計支援ツー
ルで簡単に得ることができる。なお、この能動騒音制御
装置の構成図は図２と同じである。

【００３７】実施例３．実施例１で説明した第１，第３
のディジタルフィルタ５，１４および実施例２で説明し
た第４のディジタルフィルタ１８は、ＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタの特性上、ハイパスフィルタ、ローパスフィ
ルタ、バンドパスフィルタのいずれであっても位相特性
がリニアに変化し、群遅延は一定であるので、システム
に応じて適当なフィルタを選択して使用することができ
る。

【００３８】実施例４．実施例２で説明した能動騒音制
御装置において、制御アルゴリズムで修正されたＦＩＲ
適応型ディジタルフィルタの伝達関数が、図７に示すイ
ンパルス特性であり、特定のディジタルフィルタをロー
パスフィルタとし、その伝達関数が図８に示すインパル
ス特性であった場合、その二つのディジタルフィルタの
伝達関数を畳み込み演算した伝達関数の結果は、図９に
示すインパルス特性となる。この場合、主たる遅延が図
７のＴＡ秒から図９のＴＢ秒となり、このままではスピ
ーカＳの地点で音を放射しても、既にＴＢ−ＴＡ秒遅く
なっているので期待する消音効果が得られない。したが
って、遅延時間を、制御アルゴリズムで修正したＦＩＲ
適応型ディジタルフィルタの伝達関数の遅延時間と同じ
となるように時間をＴＢ−ＴＡ秒だけシフトまたは巡回
し、その結果を最終的なＦＩＲ適応型ディジタルフィル
タの伝達関数とすることで期待する消音効果が得られ
る。

【００３９】実施例５．実施例２または実施例４で説明
した能動騒音制御装置において、制御アルゴリズムでＦ
ＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数を修正してい
くが、初めて能動騒音制御を行うシステムにおいては、
何かの装置であらかじめ伝達関数を測定する場合を除
き、その伝達関数はまったく未知のため“零”からはじ
めることになる。したがって、伝達関数がまだ生成しき
らないうちに第４のディジタルフィルタの伝達関数を畳
み込んでも無意味であるので、制御アルゴリズムがＦＩ
Ｒ適応型ディジタルフィルタに対して伝達関数を修正す
る量が小さくなった時から、第４のディジタルフィルタ
の伝達関数の畳み込み演算を開始するようにする。

【００４０】実施例６．実施例２または実施例４で説明
した能動騒音制御装置において、実施例５と同じく、初
めて能動騒音制御を行うシステムにおいては、第２の機
械電気変換器の出力信号が、例えば最初のレベルより６
ｄＢ低くなった時に、ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ
の伝達関数に第４のディジタルフィルタの伝達関数を畳
み込み演算することを開始するするようにしてもよい。

【００４１】実施例７．実施例２、実施例４、または実
施例５で説明した能動騒音制御装置においては、全ての
処理が１サンプル以内に終了する必要がある。例えば、
Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周波数が３キロヘルツ
であれば、１サンプルは約３３３マイクロ秒となり、こ
の３３３マイクロ秒の期間で一連の処理が終了すること
が必要となる。しかし、通常ディジタルフィルタを実現
する方法としてＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッ
サ）が使用されるが、このＤＳＰは処理速度が早いとい
っても現状のものはまだ限界があり、制御アルゴリズム
で修正されたＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関
数に、第４のディジタルフィルタの伝達関数を畳み込み
演算処理する処理時間は、非常に演算量が多く時間がか
かってしまう。

【００４２】しかし、この第４のディジタルフィルタの
伝達関数を畳み込み演算するのは、制御アルゴリズムで
修正されたＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数
に行うのであって、通常、このＦＩＲ適応型ディジタル
フィルタの伝達関数は、騒音制御されている時はほとん
どその伝達関数に変化はなく、同じインパルス特性をし
ている。すなわち、伝播通路内の音響空間などによる大
きな系の伝達関数が変化すればそれに追従するようにな
っているだけであるので、その変化は極めて小さく、数
秒で大きく変化することはほとんどの場合ない。

【００４３】したがって、制御アルゴリズムで修正され
たＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数に、第４
のディジタルフィルタの伝達関数を畳み込み演算処理す
るのは、１サンプル以内ではなく、数サンプルで終了し
ても差し支えないことになる。ただし、そのほかのディ
ジタルフィルタの処理に関しては、１サンプル以内に終
了しないといけないので、図１０に示すようにＳＡの期
間が１サンプル時間とし、ＳＢの期間が通常の騒音制御
に必要なディジタルフィルタの演算に係る時間とする
と、ＳＣの期間があいている時間となる。したがって、
ＳＣの期間を集めたＳＤの期間で第４のディジタルフィ
ルタの伝達関数を畳み込み演算処理するのである。すな
わち、時分割で処理していくということである。

【００４４】

【発明の効果】カットオフ周波数近傍でのアナログフィ
ルタの位相変化は、モデルにより正確に表現するのは困
難であるが、ディジタルフィルタでは基本的に位相がま
わることがないので、カットオフ周波数近傍での位相変
化による不安定性がなくなり、長期的に安定した消音効
果が得られる。

【００４５】また、外部に設けられたアナログフィルタ
（ハイパスフィルタ）は不要となり、アナログローパス
フィルタは比較的特性のゆるいものが使えるので、アナ
ログフィルタ部の部品が削減でき価格的にも安くするこ
とができる。

【００４６】また、遅延時間が短くなり、結果的に短い
伝播通路での騒音制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の能動騒音制御装置のシス
テムブロック図である。

【図２】この発明の実施例１および実施例２による能動
騒音制御装置の構成を示す図である。

【図３】ディジタルフィルタの遅延特性図である。

【図４】実施例１のアナログローパスフィルタとディジ
タルローパスフィルタの関係を示した特性図である。

【図５】この発明の実施例２の能動騒音制御装置のシス
テムブロック図である。

【図６】実施例２の能動騒音制御装置の第４のディジタ
ルフィルタの伝達関数の一例を示す図である。

【図７】実施例１および実施例２の能動騒音制御装置の
ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数であるイン
パルス特性の一例を示す図である。

【図８】実施例２の能動騒音制御装置の第４のディジタ
ルフィルタの伝達関数であるインパルス特性の一例を示
す図である。

【図９】実施例２の能動騒音制御装置のＦＩＲ適応型デ
ィジタルフィルタのインパルス特性と第４のディジタル
フィルタのインパルス特性とを畳み演算した結果を示す
図である。

【図１０】１サンプル以内の通常の騒音制御に必要な、
ディジタルフィルタの演算に係る時間とあいている時間
との比較を示した図である。

【図１１】従来の能動騒音制御装置のシステムブロック
図である。

【図１２】従来のたの能動騒音制御装置のシステムブロ
ック図である。

【図１３】第１２図に示した従来例のシステムの動作お
よびフィルタの特性を示す図である。

【図１４】バタワース型フィルタの振幅特性を示す図で
ある。

【図１５】バタワース型フィルタの遅延特性を示す図で
ある。

【図１６】ベッセル型フィルタの振幅特性を示す図であ
る。

【図１７】ベッセル型フィルタの遅延特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

２プリアンプ３ローパスフィルタ４Ａ／Ｄコンバータ５第１のＦＩＲ型ディジタルフィルタ６加算点７音響フィードバック抑制用ディジタルフィルタ８ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタ９第２のＦＩＲ型ディジタルフィルタ１０制御アルゴリズム１１プリアンプ１２ローパスフィルタ１３Ａ／Ｄコンバータ１４第３のＦＩＲ型ディジタルフィルタ１５Ｄ／Ａコンバータ１６ローパスフィルタ１７パワーアンプ１８第４のディジタルフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｒ 3/00 ３１０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音波の伝搬通路内における騒音源からの
伝搬音波に対して逆位相で且つ同一音圧の音波を発生さ
せ、前記伝搬通路内の所定位置でその音波干渉により消
音を行なう能動騒音制御装置であって、騒音を検出する
第１の機械電気変換器と、所定位置において打ち消すた
めの音波を放射する電気機械変換器と、前記電気機械変
換器から放射される音波との干渉状態を検出する第２の
機械電気変換器と、前記第１，第２の機械電気変換器か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換するととも
に、ディジタル出力をアナログ信号に変換し前記電気機
械変換器に出力する入出力インターフェースと、前記第
１の機械電気変換器の出力信号を入力とするＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタおよび第１のディジタルフィルタ
と、前記第２の機械電気変換器の出力信号と第１のディ
ジタルフィルタの演算結果とに基づいてＦＩＲ適応型デ
ィジタルフィルタの係数をディジタル演算処理し、前記
第２の機械電気変換器の出力信号が小さくなるように、
ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数を修正する
制御アルゴリズムを備えた能動騒音制御装置において、
第１，第２の機械電気変換器からのアナログ信号をディ
ジタル信号に変換されたデータに対して、特定のディジ
タルフィルタで演算処理したデータをそれぞれ入力デー
タとしたことを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項２】音波の伝搬通路内における騒音源からの
伝搬音波に対して逆位相で且つ同一音圧の音波を発生さ
せ、前記伝搬通路内の所定位置でその音波干渉により消
音を行なう能動騒音制御装置であって、騒音を検出する
第１の機械電気変換器と、所定位置において打ち消すた
めの音波を放射する電気機械変換器と、前記電気機械変
換器から放射される音波との干渉状態を検出する第２の
機械電気変換器と、前記第１，第２の機械電気変換器か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換するととも
に、ディジタル出力をアナログ信号に変換し前記電気機
械変換器に出力する入出力インターフェースと、前記第
１の機械電気変換器の出力信号を入力とするＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタおよび第１のディジタルフィルタ
と、前記第２の機械電気変換器の出力信号と第１のディ
ジタルフィルタの演算結果とに基づいてＦＩＲ適応型デ
ィジタルフィルタの係数をディジタル演算処理し、前記
第２の機械電気変換器の出力信号が小さくなるように、
ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数を修正する
制御アルゴリズムを備えた能動騒音制御装置において、
制御アルゴリズムで修正されたＦＩＲ適応型ディジタル
フィルタの伝達関数に、特定のディジタルフィルタの伝
達関数を畳み込み演算することを特徴とする能動騒音制
御装置。
【請求項３】音波の伝搬通路内における騒音源からの
伝搬音波に対して逆位相で且つ同一音圧の音波を発生さ
せ、前記伝搬通路内の所定位置でその音波干渉により消
音を行なう能動騒音制御装置であって、騒音を検出する
第１の機械電気変換器と、所定位置において打ち消すた
めの音波を放射する電気機械変換器と、前記電気機械変
換器から放射される音波との干渉状態を検出する第２の
機械電気変換器と、前記第１，第２の機械電気変換器か
らのアナログ信号をディジタル信号に変換するととも
に、ディジタル出力をアナログ信号に変換し前記電気機
械変換器に出力する入出力インターフェースと、前記第
１の機械電気変換器の出力信号を入力とするＦＩＲ適応
型ディジタルフィルタおよび第１のディジタルフィルタ
と、前記第２の機械電気変換器の出力信号と第１のディ
ジタルフィルタの演算結果とに基づいてＦＩＲ適応型デ
ィジタルフィルタの係数をディジタル演算処理し、前記
第２の機械電気変換器の出力信号が小さくなるように、
ＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝達関数を修正する
制御アルゴリズムを備えた能動騒音制御装置において、
前記制御アルゴリズムで修正されたＦＩＲ適応型ディジ
タルフィルタの伝達関数と特定のディジタルフィルタの
伝達関数を畳み込み演算した結果の遅延時間を、前記制
御アルゴリズムで修正されたＦＩＲ適応型ディジタルフ
ィルタの伝達関数の遅延時間になるように時間シフトま
たは巡回した結果を最終的なＦＩＲ適応型ディジタルフ
ィルタの伝達関数としたことを特徴とする能動騒音制御
装置。
【請求項４】制御アルゴリズムで修正する量が小さく
なった時、特定のディジタルフィルタの伝達関数を畳み
込み演算を開始することを特徴とする請求項２または請
求項３に記載の能動騒音制御装置。
【請求項５】第２の機械電気変換器の出力信号が、あ
るレベルとなった時、特定のディジタルフィルタの伝達
関数を畳み込み演算を開始することを特徴とする請求項
２または請求項３に記載の能動騒音制御装置。
【請求項６】請求項２ないし請求項５のいずれかの請
求項に記載の能動騒音制御装置において、制御アルゴリ
ズムで修正されたＦＩＲ適応型ディジタルフィルタの伝
達関数に、特定のディジタルフィルタの伝達関数を畳み
込み演算処理する時間帯は、制御アルゴリズムで処理す
る時間体以外の時間体を集めて処理したことを特徴とす
る能動騒音制御装置。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかの請
求項に記載の能動騒音制御装置において、特定のディジ
タルフィルタの特性が、ハイパスフィルタ、バンドパス
フィルタ、またはローパスフィルタであることを特徴と
する能動騒音制御装置。