JPH0470097A - Noise eliminating device - Google Patents
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、付加音を送出することによって騒音を打ち消
すようにした能動型の消音装置に関するものである。The present invention relates to an active muffling device that cancels out noise by transmitting additional sound.
従来より、第２図に示すように、ダクト５内での騒音を
消すために、ダクト５の中に騒音を検出する第１のマイ
クロホン１を配設するとともに、検出された騒音を打ち
消すような付加音をダクト５内に配設されたスピーカ２
から送出し、スピーカ２を挟んで第１のマイクロホンと
は反対側でスピーカ２の音場に配設された第２のマイク
ロホンによって付加音による消音の程度を確認するよう
にした能動型の消音装置が提供されている。すなわち、
第１のマイクロホン１で検出された騒音に基づいて騒音
を打ち消すような付加音を生成してスピーカ２から送出
し、この付加音を騒音と干渉させることにより騒音を打
ち消すのである。また、第２のマイクロホン３によって
検出された音圧レベルが小さくなるように付加音をフィ
ードバック制御することにより、付加音による騒音を打
ち消す効果を高めるようにしているのである。
第１のマイクロホン１と第２のマイクロホン３との出力
は、それぞれアナログ−ディジタル変換回路６，７によ
りディジタル信号に変換された後、付加音信号発生部４
に入力される。付加音信号発生部４では、第１のマイク
ロホン１で検出された騒音に基づいて、スピーカ２から
送出される付加音がスピーカ２付近の騒音に対して逆相
となるように付加音信号を生成し、第２のマイクロホン
３で検出された音圧レベルが小さくなるようにＬＭＳア
ルゴリズムなどを用いて付加音信号をフィードバック制
御する。このようにして得られる付加音信号を増幅回路
９を通してスピーカ２に入力することによって、騒音を
打ち消すような付加音が送出されるのである。Conventionally, as shown in FIG. 2, in order to eliminate noise within the duct 5, a first microphone 1 for detecting the noise is disposed inside the duct 5, and a microphone 1 for canceling the detected noise is disposed inside the duct 5. Speaker 2 installed in duct 5 provides additional sound.
An active muffling device configured to confirm the degree of muffling caused by additional sound by a second microphone arranged in the sound field of the speaker 2 on the opposite side of the first microphone across the speaker 2. is provided. That is,
Based on the noise detected by the first microphone 1, an additional sound that cancels out the noise is generated and sent from the speaker 2, and this additional sound interferes with the noise, thereby canceling out the noise. Further, by feedback-controlling the additional sound so that the sound pressure level detected by the second microphone 3 is reduced, the effect of canceling out the noise caused by the additional sound is enhanced. The outputs of the first microphone 1 and the second microphone 3 are converted into digital signals by analog-digital conversion circuits 6 and 7, respectively, and then sent to the additional sound signal generator 4.
is input. The additional sound signal generation unit 4 generates an additional sound signal based on the noise detected by the first microphone 1 so that the additional sound output from the speaker 2 has a phase opposite to the noise near the speaker 2. Then, the additional sound signal is feedback-controlled using an LMS algorithm or the like so that the sound pressure level detected by the second microphone 3 is reduced. By inputting the additional sound signal obtained in this manner to the speaker 2 through the amplifier circuit 9, additional sound that cancels out the noise is sent out.
【発明が解決しようとする課ＭＪ
ところで、上記構成で用いられるスピーカ２は、動電形
であり指向性が弱いから、スピーカ２から送出された付
加音は第１のマイクロホン１にも入力されることになる
。その結果、第１のマイクロホン１−アナログ−ディジ
タル変換回路６−付加音信号発生部４−増幅回路９−ス
ピーカ２−第１のマイクロホン１というループが形成さ
れて、ハウリングが発生することになる。このようなハ
ウリングを防止しようとすれば、第１のマイクロホン１
やスピーカ２の構造、増幅回路９の利得などに制約が生
じ、設計が困難になるという問題が生じる。ここに、騒
音を十分に打ち消すように付加音が制御されていれば、
第２のマイクロホン３にはスピーカ２からの付加音はほ
とんど入力されないのであり、第２のマイクロホン３を
通るループによるハウリングは生じない。
また、第２のマイクロホン３で検出される音圧レベルが
小さくなるようにフィードバック制御するから、騒音の
進行方向（第２図に矢印で示しである）において、少な
くとも第２のマイクロホン３の近傍では高い消音効果が
得られるが、第１のマイクロホン１からスピーカ２に至
る部分では必ずしも消音効果が得られるものではなく、
付加音によってかえって音圧レベルが高くなってしまう
堝きもある。
本発明は上記問題点を解、決することを目的とするもの
であり、スピーカから出力された付加音が第１のマイク
ロホンに回り込むことによるハウリングの発生を防止し
て設計を容易にし、また、騒音の進行方向において第１
のマイクロホンからスピーカに至る経路での音圧レベル
の上昇を防止した消音装置を提供しようとするものであ
る。
【課題を解決するための手段】
不発、明では上記目的を達成するために１、騒音を検出
する第１のマイクロホンと、騒音を打ち消すような付加
音を送出するスピーカと、スピーカを挟んで第１のマイ
クロ−ホンとは反対側でスピーカの音場に配設される第
２のマイクロホンと、第１のマイクロホンの出力に基づ
いて騒音を、打ち消せるような付加音を予測するととも
に、′第２のマイクロホンの出力レベルをご小さぐする
ように付加音をフィードバック制御する付加音信号発生
部とを設け、上記スピーカを、音源より出力された１次
音波の非線形パラメトリック作用により可聴音である２
次音波を発生させるパラメトリックスピーカとして、第
１のマイクロホンから第２のマイクロホンに向かう向き
に音波を進行させるように配置しているのである。[Problem to be solved by the invention MJ By the way, since the speaker 2 used in the above configuration is an electrodynamic type and has weak directivity, the additional sound sent from the speaker 2 is also input to the first microphone 1. It turns out. As a result, a loop consisting of the first microphone 1 - analog-digital conversion circuit 6 - additional sound signal generating section 4 - amplifier circuit 9 - speaker 2 - first microphone 1 is formed, and howling occurs. In order to prevent such howling, the first microphone 1
There are restrictions on the structure of the speaker 2, the gain of the amplifier circuit 9, etc., and the problem arises that design becomes difficult. Here, if the additional sound is controlled to sufficiently cancel out the noise,
Almost no additional sound from the speaker 2 is input to the second microphone 3, and howling due to a loop passing through the second microphone 3 does not occur. Moreover, since feedback control is performed so that the sound pressure level detected by the second microphone 3 is reduced, at least in the vicinity of the second microphone 3 in the direction of noise propagation (indicated by the arrow in FIG. 2), Although a high silencing effect can be obtained, the silencing effect is not necessarily obtained in the area from the first microphone 1 to the speaker 2.
There are also cases where the sound pressure level increases due to the additional sound. The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and facilitates design by preventing the occurrence of howling caused by the additional sound output from the speaker going around to the first microphone. in the direction of travel of
An object of the present invention is to provide a muffling device that prevents an increase in sound pressure level in a path from a microphone to a speaker. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above objectives, we have proposed the following: 1. A first microphone that detects noise, a speaker that sends out additional sound that cancels out the noise, and a second microphone with the speaker in between. A second microphone is placed in the sound field of the speaker on the opposite side of the first microphone, and an additional sound that can cancel out the noise is predicted based on the output of the first microphone. and an additional sound signal generation unit that performs feedback control of the additional sound so as to reduce the output level of the microphone No. 2, and the speaker generates an audible sound by the nonlinear parametric action of the primary sound wave output from the sound source.
As a parametric speaker that generates secondary sound waves, it is arranged so that sound waves travel in the direction from the first microphone to the second microphone.
上記構成によれば、付加音を送出するスピーカを、音源
より出力された１次音譚の非線形パラメトリック作用に
より可聴音である２次音波を発生させるパラメトリック
スピーカとし、しかも、第１のマイクロホンから第２の
マイクロホンに向かう向きに音波を進行させるように配
置しているので、強い指ｎ性を有したパラメトリックス
ピーカを用いるとともに、付加音が第１Ｑマイクロホン
とは逆向きに送出されるようにしていることによって、
スピーカから第１．のマイクロホンに対して付加音が回
り込まないようにして、ハウリングの発生を防止するこ
とができるのである。その結果、第１のマイクロホンや
スピーカの構造に制約を与えたり、ハウリングの発生す
るループ内の利得を小さくしたりするなど、ハウリング
に対する防止対策を施す必要がなく、設計が容易になる
のである。しかも、付加音はスピーカから第２のマイク
ロホンに向かって送出されるから、騒音の進行方向にお
いて第１のマイクロホンからスピーカに至る経路での音
圧レベルの上昇を防止することができるのである。According to the above configuration, the speaker that transmits the additional sound is a parametric speaker that generates an audible secondary sound wave by the nonlinear parametric effect of the primary tone output from the sound source, and the Since the arrangement is such that the sound waves travel in the direction toward the No. 2 microphone, a parametric speaker with strong fingering is used, and the additional sound is sent in the opposite direction to the No. 1 Q microphone. By this,
1st from the speaker. By preventing the additional sound from reaching the microphone, howling can be prevented from occurring. As a result, there is no need to take measures to prevent howling, such as placing restrictions on the structure of the first microphone or speaker or reducing the gain in the loop where howling occurs, making the design easier. Moreover, since the additional sound is transmitted from the speaker toward the second microphone, it is possible to prevent the sound pressure level from increasing in the path from the first microphone to the speaker in the direction of noise propagation.
第１図に示すように、基本構成は第２図に示した従来構
成とほぼ同様であるが、スピーカ２にはパラメトリック
スピーカを用いている。
パラメトリックスピーカは、以下のような原理によって
１次音波より可聴音である２次音波を生成する。すなわ
ち、互いに異なる２つの周波数でスピーカや超音波振動
子のような音源を駆動すると、音源より出力された１次
音波が空気により干渉し、１次音波の周波数の差成分と
和成分とが２次音波として生成される。このような現象
によって生成される２次音波は、１次音波として指向性
の強い超音波を用いて非常に強い音場（パラメトリック
・アコスティック・アレイ）を形成すれば、実用に耐え
る音圧レベルになる。また、１次音波の周波数差が可聴
周波数になるようにすれば、差成分として可聴周波数の
２次音波が生じることになる。このような現象を非線形
パラメトリック作用と称しており、生成された２次音波
の指向性は、１次音波の指向性よりは弱くなるが１次音
波に比較的近いパターンを示す。したがって、１次音波
として指向性の強い超音波を用いれば、２次音波として
生成される可聴周波数においても指向性を高くすること
ができるのである。
音源の駆動方式としては、上述した原理通りの２周波数
により駆動する２周波駆動方式と、振幅変調した信号に
より駆動する振幅変調波駆動方式とが知られている。振
幅変調波駆動方式では、音源から送出される１次音波の
基本周波数を有する搬送波信号を音声周波数の信号で振
幅変調した信号を音源に入力する。＃ｉ幅変調された信
号により音源を駆動すれば、搬送波信号の基本周波数を
中心として両側波成分を含んだ１次音波が出力され、１
次音波の干渉によって両側波成分の周波数差に相当する
ビート成分として可聴周波数の２次音波が発生するので
ある。
上述したようなパラメトリックスピーカを付加音を送出
するスピーカ２として用いる。＠音は、第１のマイクロ
ホン１により検出され、アナログ−ディジタル変換回路
６によりディジタル信号に変換される。このディジタル
信号に基づいて、付加音信号発生部４では騒音を打ち消
すような付加音がスピーカ２から送出されるように付加
音信号を発生し、この付加音信号はディジタル−アナロ
グ変換回路８を通してアナログ信号に変換され、増幅回
路９で増幅された後、スピーカ２より付加音として送出
される。また、スピーカ２を挟んで第１のマイクロホン
１とは反対側にはスピーカ２の音場において第２のマイ
クロホン３が配設され、第２のマイクロホン３の出力は
、アナログ−ディジタル変換回路７を通して付加音信号
発生部４に入力される。ここにおいて、スピーカ２は１
次音波として超音波を用いるパラメトリックスピーカで
あって、超音波が外部に漏れている場合があるから、第
２のマイクロホン３の出力は可聴周波数帯域を通過させ
るローパスフィルタ１０に通されて超音波成分が除去さ
れた後、アナログ−ディジタル変換回路７に入力される
。付加音信号発生部４では、第２のマイクロホン３で検
出される音圧レベルが小さくなるように付加音信号をフ
ィードバック制御する。要するに、付加音信号発生部４
は、第１のマイクロホン１と第２のマイクロホン３との
出力に基づいて、騒音を消すのに最適な信号を発生する
のである。このような付加音信号発生部４としては、た
とえば、ＬＭＳアルゴリズムを用いた適応ディジタルフ
ィルタなどが用いられる。
パラメトリックスピーカは上述したように強い指向性を
有しているから、パラメトリックスピーカよりなるスピ
ーカ２を、騒音の進行方向（第１図に矢印で示す）にお
いて、第２のマイクロホン３に向かう向きに配置するこ
とにより、第１のマイクロホン１に対する付加音の回り
込みを防止することができるのである。
なお、第１のマイクロホン１、スピーカ２、第２のマイ
クロホン３はダクト５内に配設され、限定された空間内
での騒音を打ち消すようになっているが、開かれた３次
元空間においても本発明の技術思想は適用可能である。As shown in FIG. 1, the basic configuration is almost the same as the conventional configuration shown in FIG. 2, but the speaker 2 is a parametric speaker. Parametric speakers generate secondary sound waves that are more audible than primary sound waves based on the following principle. In other words, when a sound source such as a speaker or an ultrasonic transducer is driven at two different frequencies, the primary sound waves output from the sound source interfere with the air, and the difference component and sum component of the frequencies of the primary sound waves become 2. It is generated as a secondary sound wave. The secondary sound waves generated by this phenomenon can be reduced to a practically usable sound pressure level by forming a very strong sound field (parametric acoustic array) using highly directional ultrasound waves as the primary sound waves. become. Furthermore, if the frequency difference between the primary sound waves is made to be an audible frequency, a secondary sound wave at an audible frequency will be generated as a difference component. Such a phenomenon is called a nonlinear parametric effect, and the directivity of the generated secondary sound waves exhibits a pattern that is relatively close to the primary sound waves, although the directionality is weaker than that of the primary sound waves. Therefore, by using ultrasonic waves with strong directivity as the primary sound waves, it is possible to increase the directivity of the audible frequencies generated as the secondary sound waves. As methods for driving the sound source, there are known a two-frequency driving method in which the sound source is driven using two frequencies based on the principle described above, and an amplitude modulated wave driving method in which the sound source is driven by an amplitude-modulated signal. In the amplitude modulated wave driving method, a signal obtained by amplitude modulating a carrier signal having the fundamental frequency of a primary sound wave transmitted from a sound source with a signal at an audio frequency is input to the sound source. #i If a sound source is driven by a width-modulated signal, a primary sound wave containing both-side wave components centered around the fundamental frequency of the carrier signal is output, and 1
Due to the interference of the secondary sound waves, a secondary sound wave of an audible frequency is generated as a beat component corresponding to the frequency difference between the side wave components. A parametric speaker as described above is used as the speaker 2 that sends out the additional sound. The @sound is detected by the first microphone 1 and converted into a digital signal by the analog-digital conversion circuit 6. Based on this digital signal, the additional sound signal generator 4 generates an additional sound signal so that the additional sound that cancels out the noise is sent out from the speaker 2. After being converted into a signal and amplified by the amplifier circuit 9, it is sent out from the speaker 2 as an additional sound. Further, a second microphone 3 is disposed in the sound field of the speaker 2 on the opposite side of the speaker 2 from the first microphone 1, and the output of the second microphone 3 is passed through an analog-digital conversion circuit 7. The signal is input to the additional sound signal generator 4. Here, speaker 2 is 1
This is a parametric speaker that uses ultrasonic waves as secondary waves, and since ultrasonic waves may leak to the outside, the output of the second microphone 3 is passed through a low-pass filter 10 that passes the audible frequency band, and the ultrasonic components are filtered out. After being removed, the signal is input to the analog-to-digital conversion circuit 7. The additional sound signal generating section 4 performs feedback control of the additional sound signal so that the sound pressure level detected by the second microphone 3 is reduced. In short, the additional sound signal generator 4
generates a signal optimal for noise cancellation based on the outputs of the first microphone 1 and the second microphone 3. As such an additional sound signal generating section 4, for example, an adaptive digital filter using an LMS algorithm is used. Since parametric speakers have strong directivity as described above, the speaker 2 made of parametric speakers is placed in a direction toward the second microphone 3 in the direction of noise propagation (indicated by the arrow in FIG. 1). By doing so, it is possible to prevent the additional sound from going around to the first microphone 1. Note that the first microphone 1, speaker 2, and second microphone 3 are arranged in a duct 5 to cancel out noise in a limited space, but even in an open three-dimensional space. The technical idea of the present invention is applicable.
本発明は上述のように、付加音を送出するスピーカを、
音源より出力された１次音波の非線形パラメトリック作
用により可聴音である２次音波を発生させるパラメトリ
ックスピーカとし、しかも、第１のマイクロホンから第
２のマイクロホンに向かう向きに音波を進行させるよう
に配置しているので、強い指向性を有したパラメトリッ
クスピーカを用いるとともに、付加音が第１のマイクロ
ホンとは逆向きに送出されるようにしていることによっ
て、スピーカから第１のマイクロホンに対して付加音が
回り込まないようにして、ハウリングの発生を防止する
ことができるという利点がある。
その結果、第１のマイクロホンやスピーカの構造に制約
を与えたり、ハウリングの発生するループ内の利得を小
さくしたりするなど、ハウリングに対する防止対策を施
す必要がなく、設計が容易になるのである２しかも、付
加音はスピーカから第２のマイクロホンに向かって送出
されるから、騒音の進行方向において第１のマイクロホ
ンからスピーカに至る紅路での音圧レベルの上昇を防止
することができるという効果を奏する。As described above, the present invention provides a speaker for transmitting additional sound.
A parametric speaker that generates an audible secondary sound wave by a nonlinear parametric action of a primary sound wave output from a sound source, and is arranged so that the sound wave travels in a direction from a first microphone to a second microphone. Therefore, by using a parametric speaker with strong directivity and transmitting the additional sound in the opposite direction to the first microphone, the additional sound is transmitted from the speaker to the first microphone. There is an advantage in that it is possible to prevent howling from occurring by preventing it from going around. As a result, there is no need to take measures to prevent howling, such as placing restrictions on the structure of the first microphone or speaker or reducing the gain in the loop where howling occurs, making the design easier. Moreover, since the additional sound is sent from the speaker toward the second microphone, it is possible to prevent the sound pressure level from increasing in the red path from the first microphone to the speaker in the direction of noise propagation. play.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は従
来例を示す概略構成図である。
１・・・第１のマイクロホン、２・・・スピーカ、３・
・・第２のマイクロホン、４・・・付加音信号発生部。
代理人 弁理士 石 １）長 七BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a conventional example. 1... First microphone, 2... Speaker, 3...
...Second microphone, 4...Additional sound signal generator. Agent Patent Attorney Ishi 1) Choshichi
Claims (1)
ち消すような付加音を送出するスピーカと、スピーカを
挟んで第１のマイクロホンとは反対側でスピーカの音場
に配設される第２のマイクロホンと、第１のマイクロホ
ンの出力に基づいて騒音を打ち消せるような付加音を予
測するとともに、第２のマイクロホンの出力レベルを小
さくするように付加音をフィードバック制御する付加音
信号発生部とを備え、上記スピーカは、音源より出力さ
れた１次音波の非線形パラメトリック作用により可聴音
である２次音波を発生させるパラメトリックスピーカで
あって、第１のマイクロホンから第２のマイクロホンに
向かう向きに音波を進行させるように配置されて成るこ
とを特徴とする消音装置。(1) A first microphone that detects noise, a speaker that sends out additional sound that cancels out the noise, and a second microphone that is placed in the sound field of the speaker on the opposite side of the speaker from the first microphone. a microphone, and an additional sound signal generator that predicts an additional sound that can cancel the noise based on the output of the first microphone, and performs feedback control of the additional sound so as to reduce the output level of the second microphone. The speaker is a parametric speaker that generates an audible secondary sound wave by a nonlinear parametric action of a primary sound wave output from a sound source, and the speaker generates a sound wave in a direction from a first microphone to a second microphone. A silencer characterized by being arranged so as to advance the sound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181736A JPH0470097A (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Noise eliminating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181736A JPH0470097A (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Noise eliminating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0470097A true JPH0470097A (en) | 1992-03-05 |
Family
ID=16105990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181736A Pending JPH0470097A (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Noise eliminating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0470097A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319297A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | General Electric Co <Ge> | System and method for reducing auditory perception of noise associated with medical imaging processing |
| JP2006097350A (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Silencer, sound barrier, and silencing method |
| JP2011239047A (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Sound reproducing system |
| KR20150088169A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-31 | 강릉원주대학교산학협력단 | Method And Apparatus for Noise Reduction And Inducement thereto |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2181736A patent/JPH0470097A/en active Pending
Cited By (4)
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