KR100259483B1 - A synthesizing apparatus of control signals for active noise control - Google Patents
A synthesizing apparatus of control signals for active noise control Download PDFInfo
- Publication number
- KR100259483B1 KR100259483B1 KR1019970038761A KR19970038761A KR100259483B1 KR 100259483 B1 KR100259483 B1 KR 100259483B1 KR 1019970038761 A KR1019970038761 A KR 1019970038761A KR 19970038761 A KR19970038761 A KR 19970038761A KR 100259483 B1 KR100259483 B1 KR 100259483B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- noise
- control
- signal
- signals
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
- G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
- G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3028—Filtering, e.g. Kalman filters or special analogue or digital filters
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3046—Multiple acoustic inputs, multiple acoustic outputs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 능동소음제어(Active Noise Control; ANC)에 관한 것으로, 특히 복수의 주파수 성분을 가진 소음을 제어하기 위해 복수의 제어신호를 하드웨어적으로 합성함으로써 하나의 주파수(Single Tone)가 아닌 여러 개의 주파수 성분을 가진 소음을 능동소음제어로 용이하게 제거할 수 있는 능동소음제어에서의 제어신호 합성 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적인 능동소음제어의 기본 원리는 도 1 에 도시된 바와 같이, 소음원(1)으로부터 발생된 소음신호(1a)와 진폭은 같고 위상은 반대인 제어신호(2a)를 제어용 스피커(2)를 통해 인공적으로 발생시켜 두 신호를 같은 공간 내에서 상호 중첩되게 하면 두 신호가 상쇄되어 소음이 제거되게 된다.The basic principle of the active noise control in general is as shown in Figure 1, the control signal (2a) of the same amplitude and opposite phase to the noise signal (1a) generated from the
이러한 원리를 응용한 종래 기술에서는 시간에 따라 소음신호가 바뀌고 여러개의 주파수 성분을 갖는 경우에는 도 2 에 도시된 바와 같이, 적응능력을 갖게 하기 위해 임펄스 응답(Impulse Response)을 근거로 한 전달함수를 구하고, 이를 실시간으로 처리할 수 있는 빠른 연산 능력을 지닌 하드웨어적 수단인 DSP(Digital Signal Processor) 칩을 이용하여 각각의 주파수 성분에 대한 연산 처리를 행하여 보상 및 합성처리 과정을 거친 후 최종적으로 제어신호를 출력하게 된다.In the prior art applying this principle, when a noise signal changes over time and has several frequency components, as shown in FIG. 2, a transfer function based on an impulse response is applied to have an adaptive capability. After calculating and processing each frequency component by using DSP (Digital Signal Processor) chip, which is a hardware means that has a fast computing ability to process it in real time, the control signal is finally compensated and synthesized, and finally the control signal Will print
그러나, 종래 DSP 칩을 이용한 소음제어 장치는 DSP 칩이 마이컴과 병행되어 사용되고 있어 고가인 DSP 칩에 대한 가격 부담이 커다란 단점으로 부각되었으며, 이로 인하여 실용화에 있어서 상대적으로 가격이 낮은 가전제품에는 적용할 수가 없는 문제점이 있었다.However, the noise control device using a conventional DSP chip has been used as a microcomputer with a DSP chip, and thus the cost burden on the expensive DSP chip has emerged as a big disadvantage. There was a problem that can not be.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 비교적으로 DSP 칩에 비해 가격이 상당히 저렴한 범용 마이컴만을 이용하되 현재 제품에 이용되고 있는 범용 마이컴은 처리속도 및 연산 능력의 한계로 인하여 복수의 주파수 성분을 한꺼번에 분석 및 연산하지 못하므로 복잡한 연산과정 없이 단순히 소음신호와 제어신호 사이의 오차만을 각각의 주파수에 따라 보정해 주고, 이 각각의 주파수 성분별 제어신호들을 합성하여 제어용 스피커로 출력하도록 한 능동소음제어에서의 제어신호 합성 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and only general-purpose microcomputers, which are relatively inexpensive compared to DSP chips, are used. Due to the limitation, multiple frequency components cannot be analyzed and computed at once, so it is possible to simply correct the error between the noise signal and the control signal according to each frequency without complicated calculation process, and to synthesize the control signals for each frequency component for control. An object of the present invention is to provide a control signal synthesizing apparatus in active noise control for outputting to a speaker.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 소음원으로부터 소음신호를 검출하여 증폭 출력하는 검출수단과, 상기 검출수단에서 증폭된 소음신호에서 원하는 제어대상 주파수 성분의 소음신호를 필터링하는 복수의 대역통과필터와, 상기 복수의 대역통과필터에 의해 필터링한 복수의 소음신호를 필요한 데이터 형태로 변환하여 입출력하되 복수의 소음신호와 후단의 신호 합성기로 출력되는 제어신호 사이의 오차를 각각의 주파수에 따라 보정하는 제어수단과, 상기 제어수단에서 출력되는 복수의 소음신호를 각각 필터링하여 고주파 성분의 잡음을 제거하는 복수의 저역통과필터와, 상기 복수의 저역통과필터를 통해 출력된 복수의 소음신호를 합성하여 제공받아 소정의 가산 증폭기를 통해 동일한 진폭의 반전된 위상을 갖는 제어신호를 발생하는 신호 합성기, 및 상기 신호 합성기에서 출력된 제어신호를 증폭 출력하여 소음원을 상쇄시키는 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object is a detection means for detecting and amplifying and outputting a noise signal from the noise source, and a plurality of bands for filtering the noise signal of the desired control frequency component in the noise signal amplified by the detection means The noise between the pass filter and the plurality of noise signals filtered by the plurality of band pass filters are converted into necessary data types, and inputted and outputted according to the respective frequencies. Combining a control means for correction, a plurality of low pass filters for filtering out a plurality of noise signals output from the control means to remove noise of high frequency components, and a plurality of noise signals output through the plurality of low pass filters Receive a control signal having an inverted phase of the same amplitude through a predetermined adder And an output means for amplifying and outputting the generated signal synthesizer and the control signal output from the signal synthesizer to cancel the noise source.
도 1 은 일반적인 능동소음제어의 기본 원리도이고,1 is a basic principle diagram of a general active noise control,
도 2 는 종래 능동소음제어에서의 DSP 칩을 이용한 제어신호 합성장치를 나타낸 블록도이고,2 is a block diagram showing a control signal synthesizing apparatus using a DSP chip in conventional active noise control;
도 3 은 본 발명에 의한 능동소음제어에서의 제어신호 합성 장치를 나타낸 블록도이고,3 is a block diagram showing a control signal synthesizing apparatus in active noise control according to the present invention;
도 4 는 도 3 에 도시된 신호 합성기의 상세 회로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a detailed circuit of the signal synthesizer illustrated in FIG. 3.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
111 : 센서부 112 : 신호 증폭부111: sensor unit 112: signal amplification unit
113 : 대역통과필터 120 : 중앙 제어부113: band pass filter 120: central control
130 : 저역통과필터 140 : 신호 합성기130: low pass filter 140: signal synthesizer
141 : 연산 증폭기 151 : 전력 증폭부141: operational amplifier 151: power amplifier
152 : 출력부152: output unit
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명에 의한 능동소음제어에서의 제어신호 합성장치를 나타낸 블록도로서, 소음원으로부터 소음신호를 검출하는 센서부(111)와, 상기 센서부(111)에서 검출된 소음신호를 소정의 레벨로 증폭하여 출력하는 신호 증폭부(112)와, 상기 신호 증폭부(112)에서 증폭된 소음신호에서 원하는 제어대상 주파수 성분의 소음신호를 검출하는 복수의 대역통과필터(113)와, 상기 대역통과필터부(113)에 의해 검출된 복수의 소음신호를 A/D 변환기를 통해 입력받아 D/A 변환기를 통해 출력하되 복수의 소음신호와 후단의 신호 합성기(140)로 출력되는 제어신호 사이의 오차를 각각의 주파수에 따라 보정하는 중앙 제어부(120)와, 상기 중앙 제어부(120)가 출력하는 복수의 소음신호를 각각 필터링하여 고주파 성분의 잡음을 제거한 후 출력하는 복수의 저역통과필터(130)와, 잡음이 제거된 복수의 소음신호를 합성한 후 합성된 신호와 진폭은 같고 위상이 반전된 제어신호를 출력하는 신호 합성기(140)와, 상기 신호 합성기(140)를 통해 출력된 제어신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭부(151)와, 상기 전력 증폭부(151)에서 증폭된 제어신호를 스피커를 통해 음의 형태로 출력하여 음장 공간을 발생시키는 출력부(152)로 구성되어 있다.3 is a block diagram showing an apparatus for synthesizing a control signal in active noise control according to the present invention, wherein the
도 4 는 도 3 에 도시된 신호 합성기의 회로를 나타낸 것으로서, 복수의 저역 통과필터(130)에 의해 고주파 성분이 제거된 복수의 소음신호를 입력받아 이 복수의 소음신호가 가산된 신호와 진폭은 같고 위상이 반전된 신호를 출력하기 위해 단위 이득(이득=1)을 갖는 연산 증폭기(141)로 구성되어져 있다(여기서, R1=R2=R3=…=Rf).FIG. 4 is a circuit diagram of the signal synthesizer shown in FIG. 3, wherein a plurality of noise signals from which high frequency components are removed by a plurality of
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 능동소음제어에서의 제어신호 합성 장치의 동작을 첨부한 도면 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the control signal synthesizing apparatus in the active noise control according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
먼저, 소음원으로부터 소음이 발생되어 센서부(111)에 의해 소음신호가 검출되면 검출된 소음신호는 신호 증폭부(112)에 의해 소정의 레벨로 증폭되어 복수의 대역통과필터(113)로 출력되게 된다.First, when noise is generated from a noise source and a noise signal is detected by the
그리고, 복수의 대역통과필터(113)는 각각 입력신호를 필터링하여 원하는 제어대상 주파수 성분의 소음신호를 검출하게 된다. 즉, 예를 들어 120Hz, 240Hz, 360Hz의 주파수 성분을 가지고 있는 소음의 경우 1개의 대역통과필터(113)를 통하여 120Hz성분의 신호를 얻어내고, 또 하나의 대역통과필터(113)를 통하여 240Hz 성분의 신호를 얻어내며, 다른 하나의 대역통과필터(113)를 통하여 360Hz 성분의 신호를 얻어내게 된다.The plurality of
다음으로, 이렇게 검출된 복수의 소음신호는 중앙 제어부(120) 내의 A/D 변환기를 통해 디지털 신호로 변환되어 입력되고, 다시 중앙 제어부(120)내의 D/A 변환기를 통해 아날로그 신호로 변환되어 복수의 저역통과필터(130)로 각각 출력되게 된다.Next, the plurality of noise signals thus detected are converted into a digital signal through an A / D converter in the
그리고, 복수의 소음신호를 입력받은 복수의 저역통과필터(130)는 입력된 각각의 소음신호를 필터링하여 고주파 성분의 잡음을 제거한 후 잡음이 제거된 복수의 소음신호를 신호 합성기(140)로 전달하게 된다. 여기서, 소음신호는 Vi=Aisin(it-i)이다(단, i는 1, 2, 3,..., n이고, A는 진폭이고,는 2f이고,는 위상지연임).In addition, the plurality of
그러면, 내부 저항과 입력저항의 크기가 같은 반전 연산 증폭기로 이루어진 신호 합성기(140)는 복수의 소음신호를 합성한 후 합성된 신호와 진폭은 같고 위상이 반전된 제어신호를 발생시켜 출력하게 된다.Then, the
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 연산 증폭기(141)의 입력 단자는 가상 접지되어 있어 복수의 신호가 입력되어도 각 신호들 간에는 상호 간섭을 주지않게 되고, 입력신호의 수에 관계없이 상호 영향없이 합성하게 된다.In this case, as shown in FIG. 4, the input terminals of the
그리고, 내부저항(Rf)과 입력저항(R1, R2, R3)의 크기가 모두 같아 연산 증폭기(141)가 단위 이득(이득=1)을 가지므로, 능동소음제어의 기본 개념인 진폭은 같고 위상이 반전된 제어신호가 출력하게 된다.Since the internal amplifier Rf and the input resistors R1, R2, and R3 have the same magnitude, the
즉, 신호 합성기(140)의 출력은 Vo=-(Rf×V1/R1+Rf×V2/R2+Rf×V3/R3+…)로 표현되는 데, 'Rf=R1=R2=R3'이면 최종 출력은 Vo=-(V1+V2+V3+…)가 된다(단, 부호 -는 위상이 반전된 것을 나타냄).That is, the output of the
다음으로, 이와 같이 신호 합성기(140)가 출력한 제어신호를 전력 증폭부(151)가 전력 증폭하게 되고, 증폭된 제어신호를 출력부(152)는 스피커를 통해 음의 형태로 출력하여 음장 곤간이 발생하게 된다.Next, the
그러면, 소음신호와 제어신호가 같은 공간내에서 상호 중첩되므로 두 신호가 상쇄되어 소음이 제거되게 된다.Then, since the noise signal and the control signal overlap each other in the same space, the two signals are canceled to eliminate the noise.
한편, 중앙 제어부(120)는 복수의 대역통과필터(113)를 통해 검출된 소음신호와 신호 합성기(140)에 의해 발생되는 제어신호 사이의 오차를 각각의 주파수에 따라 보정하게 된다.Meanwhile, the
따라서, 본 발명에서는 범용 마이컴만을 이용하여 복잡한 연산 과정없이 단순히 소음신호와 제어신호 사이의 오차만을 각각의 주파수에 따라 보정해 주고, 이 각각의 주파수 성분별 제어신호들을 합성한 후 제어용 스피커로 출력시켜 두 신호를 같은 공간내에서 상호 중첩되게하여 소음을 제거함으로써, 장치의 코스트가 저감되어 실용성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, the present invention simply corrects the error between the noise signal and the control signal according to each frequency without complex calculation process using only the general purpose microcom, and synthesizes the control signals for each frequency component and outputs them to the control speaker. By removing the noise by overlapping the two signals in the same space, there is an effect that the cost of the device is reduced to improve the practicality.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970038761A KR100259483B1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | A synthesizing apparatus of control signals for active noise control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970038761A KR100259483B1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | A synthesizing apparatus of control signals for active noise control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990016276A KR19990016276A (en) | 1999-03-05 |
KR100259483B1 true KR100259483B1 (en) | 2000-06-15 |
Family
ID=19517454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970038761A KR100259483B1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | A synthesizing apparatus of control signals for active noise control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100259483B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100748425B1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-08-10 | 한양대학교 산학협력단 | Active Noise Control Device and method |
KR102363694B1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-02-17 | (주)번영 | A welding machine including analog synthesizing part and voltage balancing part |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0588684A (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | Adaptive signal processing method, adaptive signal processor, and active noise controller |
-
1997
- 1997-08-13 KR KR1019970038761A patent/KR100259483B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0588684A (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | Adaptive signal processing method, adaptive signal processor, and active noise controller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990016276A (en) | 1999-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1230828A (en) | Digital graphic equalizer | |
US6504427B2 (en) | Switching amplifier having digital correction and method therefor | |
US8854128B2 (en) | Amplifying device and signal processing device | |
KR100259483B1 (en) | A synthesizing apparatus of control signals for active noise control | |
EP3110004B1 (en) | Audio signal amplification apparatus | |
US9445195B2 (en) | Directivity control method and device | |
JP2888299B2 (en) | Audio frequency electric signal processor | |
US5132636A (en) | Triangular to sine wave converter | |
US10812920B2 (en) | Failure determination device and sound output device | |
JPH06291784A (en) | Processing and correcting equipments for voice signal | |
JP3276503B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
JP4206249B2 (en) | Image rejection mixer | |
US4568980A (en) | Video clamping correction circuit | |
JPH07136161A (en) | Method for treating signal and apparatus for treating signal | |
JP3360664B2 (en) | Amplitude modulator | |
RU2302074C2 (en) | Frequency correction method and automatic device for realization of the method | |
JP2002228694A (en) | Strain phase measuring apparatus, down converter, low strain power amplifier, and program | |
SU1638801A1 (en) | Device for correcting electroacoustic transducer harmonic distortion | |
JP3927624B2 (en) | Surround circuit | |
JPH09224172A (en) | Video signal processing circuit | |
JPH0540482A (en) | Noise controller | |
JP2000040963A (en) | Digital signal processing circuit | |
JPS6165513A (en) | Low pass filter | |
JPH04184285A (en) | Processing signal | |
JPH0728198B2 (en) | Octave multiple filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |