JPH08510105A - デジタル制御式アナログ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 デジタル制御式アナログ消音装置が残差マイクロホン（３９）を備えるアナログ消音回路を含み、前記消音回路はアナログ消音回路に用いられる可変パラメータを最適化するデジタル仮想アース制御装置（４０）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタル制御式アナログ消音装置 本発明はアナログ能動消音装置における種々の調節可能なパラメータを制御す るためにデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）又はその他のマイクロプロセッサを使 用することに関する。これらのパラメータを装置の校正時に調節すると、アナロ グ消音装置のパラメータを装置内で用いられる他の構成要素の特性に合わせるこ とができる。この調節は消音電子回路を消音装置の残部（例えば、スピーカ、マ イクロホン及び外部利得装置）と独立に実装するとき必要になるであろう。 適用例（例示目的だけに用いられる）は、救急車用ヘッドセットである。しか し、本発明は、アナログ消音装置の装置パラメータを制御し、調節するためにデ ジタル手段を用いるすべての装置に関する。この特定の例において、デジタル装 置は、米国特許第５、１０５、３７７号に記載され本願に引用によって組み入れ られている「デジタル仮想アース（ＤＶＥ）」アルゴリズムを実現する能動消音 制御装置からなっている。代わりのものとして、デジタル装置は汎用マイクロプ ロセッサと関連の入出力回路からなっている。アナログ消音電子回路は、本願に 引用によって組み入れられている１９９３年９月２０日に同時出願された米国特 許出願に記載された「騒音バスタ」回路からなっている。 アナログ消音装置のパラメータの設定を工場内で精巧な計器を用いて訓練され た技術員によって手動で達成できるだろうが、平均的使用者にとっては不可能で あろう。さらに、工場で値を予設定すると、電子回路及び装置の残部を別々に実 装できなくするであろう。 従って、本発明の目的は、アナログ消音装置のパラメータを自動化方式で制御 するためにデジタルマイクロプロセッサを用いるので、調節できないパラメータ を持った装置に関して優れた結果を与える装置を提供することである。消音装置 の残部と独立に消音電子回路を実装できるようにすることによって装置の融通性 を改良することがそのほかの目的である。これら及びその他の目的は添付図面を 参照するとき明かになる。 図１は、デジタル制御式アナログフィルタ・ビルディング・ブロックの線図で ある。 図２は、デジタル制御式アナログ・フィルタの線図である。 図３は、ハイブリッド騒音消去装置の線図である。 図４は、自動利得設定を示すハイブリッド騒音消去装置の線図である。 デジタル制御式アナログフィルタ・ビルディング・ブロック 本発明の一つの面を添付図１を参照して説明する。本発明の基本ビルディング ・ブロックは、デジタル装置におけるマイクロプロセッサ１２の直列ポートに接 続され、出力が１６−ビットラッチ１３に格納される１６−ビットシフト・レジ スタ１１からなるデジタル制御式アナログフィルタ・ビルディング・ブロック１ ０が示されている。このラッチの下位（最下位）ビットは、フィルタの低域通過 部分の抵抗値を設定するのに用いられる。この値は、８−ビットＤ／Ａ１４に送 られるデジタル値を変えるにつれて変わる。同様に、このラッチの上位（最上位 ）ビットは、フィルタの帯域通過及び高域通過部分の抵抗値を設定するのに用い られる。これらの抵抗値は、Ｄ／Ａ１５とＤ／Ａ１６に送られる値が変わるにつ れて変わる。 デジタル制御式アナログフィルタ 本発明のそのほかの面を添付図２を参照して説明する。上述（及び図１に示さ れた）のビルディング・ブロックを利用する完全なアナログフィルタが示されて いる。この完全なフィルタ２０は、デジタル制御式アナログフィルタ・ビルディ ング・ブロック１０からなり、装置の利得は二つの８−ビットＤ／Ａ２１及び２ ２によって調節される。 被調節パラメータ 上述の例としての装置は、装置の安定性を確実にするためにパラメータ調節を 必要とする二つの異なる機構を含んでいる。第一は、ループ利得の調節がヘッド セットによって達成できる消音の量を決める。利得設定値が低過ぎると、消音量 が小さくなり過ぎる。高すぎれば、装置は不安定になって耳に不快感又は損傷を 与えさえする大きな騒音を生じる。 第二には、装置を調節可能に等化すると伝達関数を「平坦化」でき、消音の安 定度を最大にする。この最適化はマイクロホン、スピーカ及びその他の電子構成 要素にある相違によるユニットごとのばらつきを相殺する。なお、年月と共に変 わる構成要素から生ずる変動を考慮に入れることができる。 自動ループ利得 ループ利得は装置の総合消音効力を決めるので、それは最も重要なパラメータ である。この装置例においては、スピーカの利得はユニット間で２ｄＢほど変動 する可能性がある、マイクロホンの利得は、ユニット間で最大５ｄＢ変動する可 能性がある。したがって、調節は、１０ｄＢの範囲を持たなければならない。所 望の消音効力が１２ｄＢの場合、調節されたループ利得における１ｄＢ（２０％ ）の変動は、消音効力に３ｄＢの変動を与える。 例として本発明のこの面を添付各図面を参照して説明する。図３において、ア ナログ消音電子回路と結合されたデジタル装置の組合わせが示されている。この 装置は、マイクロホン前置増幅器３１、相殺音増幅器３２、等化器３３、３４、 ３５、出力増幅器３６及び音声周波数増幅器３７を備えたアナログ消音装置３０ を用いている。アナログ消音装置３０は、フィルタ付きアナログ・デジタル変換 器（Ａ／Ｄ）４１、マイクロプロセッサ４２、パラメータ設定デジタル・アナロ グ変換器（Ｄ／Ａ）４３及びフィルタ付き出力Ｄ／Ａ４４を備える制御装置４０ に接続されている。装置を校正する間、所定の出力が制御装置４０によって発生 され、フィルタ付きＤ／Ａ４３を介して出力増幅器３６に出力してヘッドセット スピーカ３８に校正トーンをもたらす。次に校正信号による残差マイクロホンの 結果として生ずる出力はマイクロホン前置増幅器３１によって増幅され、増幅さ れた信号は相殺音増幅器３２を正しく調節するためにＤＶＥ制御装置によって用 いられる。この相殺音増幅器３２は制御装置によってパラメータ設定Ｄ／Ａ４３ を介して調節される。 さらに特別な場合には、本発明をＤＶＥ消音エンジン、入力標本を得るための Ａ／Ｄ及び出力標本を発生するためのＤ／ＡからなるＤＶＥ制御装置によって制 御されるアナログ消音電子回路で実現できるであろう。この特別の構成の場合、 アナログ装置パラメータの必要な調節を容易に行い得るであろうし、装置の消音 をさらに向上しさえするであろう。 自動等化器設定 アナログフィルタにおいて、極及びゼロの場所は、回路内の抵抗、コンデンサ 及び誘動器の値によって決められる。任意の特定のループ利得における最大安定 消音が等化されたループにおける平坦さと遅延によって決められるので、等化器 のフィルタ内の極とゼロの周波数及び制動を変える能力は能動消音装置の効力を 大いに増大する。 また、例として、本発明のこの面を添付各図面を参照して説明する。前述のよ うに、そして図３を参照すると、デジタル装置は、アナログ消音装置の装置パラ メータを調節するために用いられる校正信号を発生するであろう。装置を校正す る間、所定の出力がＤＶＥ制御装置４０によって発生され、フィルタ付きＤ／Ａ ４４を介して出力増幅器３６に出力してヘッドセットスピーカ３８に校正トーン を生じさせる。調節式等化器の値を設定するために、このデジタル装置まず平坦 な応答に対する二つのＥＱ２等化ステージ３４及び３５を設定する（これら二つ のステージはアナログ消音電子回路及び音声インのフィードバックからデジタル プロセッサに対する効果を除去するために厳密に用いられるので）。次に処理装 置は、アクティブ帯域内の所望の減衰レベルを得るためにＥＱ１等化器３３を反 復的に調節する。同時に、それは不安定を生ずる設定を回避する。アナログ電子 回路のこの動的調節はそのサブシステムによって与えられる消音が手動調節の必 要なくかつ手入れの必要なく最適化されることを確実にする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．好ましくない騒音を消去する消音装置において、 低周波騒音を消去するように適応された第１の消音電子回路手段と、 第２の電子回路手段とを備え、 前記第１及び第２の電子回路手段は、第２の電子回路手段が第１の消音手段に おいて用いられる可変パラメータを最適化できるような方法で接続されて実現さ れている消音装置。 ２．好ましくない騒音を消去するハイブリッド消音装置において、 低周波騒音を消去するように適応された第１の消音電子回路手段と、 周期的騒音を消去するように適応された第２の消音電子回路手段とを備え 、 前記第１及び第２の電子回路手段は、第２の電子回路手段が第１の消音手段に おいて用いられる可変パラメータを最適化できるような方法で接続されて実現さ れているハイブリッド消音装置。 ３．前記第１の消音手段がアナログ装置である請求項２に記載の装置。 ４．前記アナログ装置がデジタル制御式アナログフィルタ・ビルディング・ブ ロックを含み、前記アナログフィルタ・ビルディング・ブロックがデジタル入力 値を取得する手段、そのような取得デジタル入力値をラッチする手段及び前記ア ナログフィルタ・ビルディングブロックのパラメータを調節する手段を備える請 求項３に記載の装置。 ５．前記アナログ装置がフィードバック制御装置である請求項４に記載の装置 。 ６．前記アナログ装置がフィードフォワード装置である請求項４に記載の装置 。 ７．前記第２の消音電子回路手段がデジタル仮想アース装置を備える請求項３ に記載の装置。 ８．前記第２の消音電子回路手段がデジタル仮想アース装置を備える請求項４ に記載の装置。 ９．前記第２の消音電子回路手段がデジタル仮想アース装置を備える請求項５ に記載の装置。 １０．前記第２の消音電子回路手段がデジタル仮想アース装置を備える請求項６ に記載の装置。