JPH06242787A - 回り込み音制御式能動騒音消去装置 - Google Patents
回り込み音制御式能動騒音消去装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発音器から騒音源への回り込み音を考慮して
騒音を的確に消去する能動騒音消去装置に関し，騒音を
効率的，かつ，経済的に消去する回り込み音制御式能動
騒音消去装置を提供するを目的とする。 【構成】 送風機から送風され，導管を通ってその排気
口へ排出される空気によって熱源を冷却する冷却システ
ムにおいて，送風機から発生する騒音を，それを相殺す
るような音を発音手段から発生することによって消去す
る能動騒音消去装置において，第１の擬似手段は送風機
から発生し，導管を通って排気口へ伝わる騒音を擬似し
て，騒音を相殺せしめるような信号を発音手段へ出力
し，第２の擬似手段は第１の擬似手段によって擬似され
た騒音信号を入力することによって，発音手段から発生
し，導管を通って第１の受音手段へ伝わる回り込み音を
擬似し，減算手段は第１の受音手段によって受音された
騒音信号から第２の擬似手段によって擬似された回り込
み音信号を減算し，減算結果を第１の擬似手段へ出力す
るように構成する。
騒音を的確に消去する能動騒音消去装置に関し，騒音を
効率的，かつ，経済的に消去する回り込み音制御式能動
騒音消去装置を提供するを目的とする。 【構成】 送風機から送風され，導管を通ってその排気
口へ排出される空気によって熱源を冷却する冷却システ
ムにおいて，送風機から発生する騒音を，それを相殺す
るような音を発音手段から発生することによって消去す
る能動騒音消去装置において，第１の擬似手段は送風機
から発生し，導管を通って排気口へ伝わる騒音を擬似し
て，騒音を相殺せしめるような信号を発音手段へ出力
し，第２の擬似手段は第１の擬似手段によって擬似され
た騒音信号を入力することによって，発音手段から発生
し，導管を通って第１の受音手段へ伝わる回り込み音を
擬似し，減算手段は第１の受音手段によって受音された
騒音信号から第２の擬似手段によって擬似された回り込
み音信号を減算し，減算結果を第１の擬似手段へ出力す
るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，能動騒音消去装置に関
する。特に，騒音源からの騒音を消去するために発音器
から発音される音が騒音源への回り込むことを考慮して
騒音を的確に消去する回り込み音制御式能動騒音消去装
置に関する。
する。特に，騒音源からの騒音を消去するために発音器
から発音される音が騒音源への回り込むことを考慮して
騒音を的確に消去する回り込み音制御式能動騒音消去装
置に関する。
【０００２】近来，環境問題が社会的な問題となってい
る。騒音も生活環境や作業環境を害する，人体へ生理的
に悪影響を及ぼすなど，各方面で社会的な問題を惹起し
ている。また，近年，騒音を吸収することによって消去
するのみならず，騒音の波形と同振幅・逆方向の音波を
発生し，騒音と相殺することによって騒音を消去する，
いわゆる，能動騒音消去装置が注目されている。従っ
て，家庭電化製品，計算機システムなど，騒音を発生す
る，あらゆる装置や設備に適用し，発生する騒音を効率
的，かつ，安価に消去することができる能動騒音消去装
置が望まれている。
る。騒音も生活環境や作業環境を害する，人体へ生理的
に悪影響を及ぼすなど，各方面で社会的な問題を惹起し
ている。また，近年，騒音を吸収することによって消去
するのみならず，騒音の波形と同振幅・逆方向の音波を
発生し，騒音と相殺することによって騒音を消去する，
いわゆる，能動騒音消去装置が注目されている。従っ
て，家庭電化製品，計算機システムなど，騒音を発生す
る，あらゆる装置や設備に適用し，発生する騒音を効率
的，かつ，安価に消去することができる能動騒音消去装
置が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】図７は，計算機組織の冷却及び消音制御
システムの説明図であって，特に，冷却空気を送風して
冷却する大型・高速計算機組織の消音制御系を示す。
システムの説明図であって，特に，冷却空気を送風して
冷却する大型・高速計算機組織の消音制御系を示す。
【０００４】冷却装置から冷却用空気がフリーアクセス
の床下に送り込まれ，冷却制御系は，ファンによって冷
却用空気をダクトに吸入し，ダクトを通して排気する。
これにより，計算機を構成するプリント板等の熱源から
発生され，ダクトに導かれた熱はダクトを通って排熱さ
れて，計算機は冷却される。この際，冷却制御系は温度
上昇に応じて，ファンの回転数を変化することによって
冷却するように構成されている。また，小型計算機など
は，冷却空気の代わりに，室温の空気をプリント板等の
熱源を通すことによって冷却する。いずれの場合も能動
騒音消去装置（ＡＮＣＣと略す）は，センサマイクによ
って受音されたファンからの騒音（ファン音という）及
びエラーマイクによって受音された，消音結果残ったフ
ァン音（残留騒音）に基づいて，スピーカ等の発音器を
駆動してファン音と波形が同振幅・逆方向の音波を発生
し，ファン音とスピーカから発音される音（スピーカ音
という）とを合成して，相殺させることによって能動的
にファン音を消音するように構成されている。
の床下に送り込まれ，冷却制御系は，ファンによって冷
却用空気をダクトに吸入し，ダクトを通して排気する。
これにより，計算機を構成するプリント板等の熱源から
発生され，ダクトに導かれた熱はダクトを通って排熱さ
れて，計算機は冷却される。この際，冷却制御系は温度
上昇に応じて，ファンの回転数を変化することによって
冷却するように構成されている。また，小型計算機など
は，冷却空気の代わりに，室温の空気をプリント板等の
熱源を通すことによって冷却する。いずれの場合も能動
騒音消去装置（ＡＮＣＣと略す）は，センサマイクによ
って受音されたファンからの騒音（ファン音という）及
びエラーマイクによって受音された，消音結果残ったフ
ァン音（残留騒音）に基づいて，スピーカ等の発音器を
駆動してファン音と波形が同振幅・逆方向の音波を発生
し，ファン音とスピーカから発音される音（スピーカ音
という）とを合成して，相殺させることによって能動的
にファン音を消音するように構成されている。
【０００５】図８は，従来例を示す消音制御のブロック
図である。プリント板等の冷却用のファン（騒音源）の
近傍に設置されたマイクロホン（以下，センサマイクと
いう）によって受音されたファンの騒音はアナログ／デ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器という）によってアナロ
グの音信号からディジタル信号に変換され，ダクトによ
る音の物理的伝播経路をシミュレーションする伝達関数
を表わす適応型ＦＩＲ（finite impulse response ）フ
ィルタに入力される。ＦＩＲフィルタの出力をディジタ
ル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器という）によってデ
ィジタル信号からアナログ信号に変換し，その信号によ
ってスピーカを駆動して，ファンが発生する騒音と波形
が同振幅・逆方向の音波を発生し，スピーカ音をファン
音に合成し，相殺することによってファン音を消去す
る。
図である。プリント板等の冷却用のファン（騒音源）の
近傍に設置されたマイクロホン（以下，センサマイクと
いう）によって受音されたファンの騒音はアナログ／デ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器という）によってアナロ
グの音信号からディジタル信号に変換され，ダクトによ
る音の物理的伝播経路をシミュレーションする伝達関数
を表わす適応型ＦＩＲ（finite impulse response ）フ
ィルタに入力される。ＦＩＲフィルタの出力をディジタ
ル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器という）によってデ
ィジタル信号からアナログ信号に変換し，その信号によ
ってスピーカを駆動して，ファンが発生する騒音と波形
が同振幅・逆方向の音波を発生し，スピーカ音をファン
音に合成し，相殺することによってファン音を消去す
る。
【０００６】スピーカ音とファン音とを合成した結果，
完全に騒音を消去し得ないときに残る残留騒音，即ち，
ＦＩＲフィルタによるファン音のシミュレーション結果
の誤差（残留誤差という）に基づいて発生する音はエラ
ーマイクによって受音され，そのアナログの音信号はＡ
／Ｄ変換器によって，ディジタルの誤差信号に変換され
る。この誤差信号に基づいて，ＦＩＲフィルタのフィル
タ係数（又はタップ係数）を変更することによって残留
誤差，即ち，残留騒音をゼロに近づけ，ファンが発生す
る騒音を完全に消去するように制御する。
完全に騒音を消去し得ないときに残る残留騒音，即ち，
ＦＩＲフィルタによるファン音のシミュレーション結果
の誤差（残留誤差という）に基づいて発生する音はエラ
ーマイクによって受音され，そのアナログの音信号はＡ
／Ｄ変換器によって，ディジタルの誤差信号に変換され
る。この誤差信号に基づいて，ＦＩＲフィルタのフィル
タ係数（又はタップ係数）を変更することによって残留
誤差，即ち，残留騒音をゼロに近づけ，ファンが発生す
る騒音を完全に消去するように制御する。
【０００７】以上の処理を通常，センサマイクに接続さ
れたＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期ｔ内で実行し，そ
の処理を周期ｔごとに繰り返すことによってファン音を
消去する。
れたＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期ｔ内で実行し，そ
の処理を周期ｔごとに繰り返すことによってファン音を
消去する。
【０００８】但し，上記のファン音消去処理はスピーカ
からセンサマイクへの回り込み音を考慮しない従来の処
理であって，実際には，スピーカ音はファン音を消去し
ながらファン方向へ進行し（回り込み），ファン音に合
成されて，センサマイクに受音される。従って，冷却シ
ステムから発生する騒音を効率よく消去するためには，
回り込み音を考慮した処理が必要とされ，上記のファン
音消去処理に際して，回り込み音の影響を除外する処理
（回り込み音処理という）が必要となる。
からセンサマイクへの回り込み音を考慮しない従来の処
理であって，実際には，スピーカ音はファン音を消去し
ながらファン方向へ進行し（回り込み），ファン音に合
成されて，センサマイクに受音される。従って，冷却シ
ステムから発生する騒音を効率よく消去するためには，
回り込み音を考慮した処理が必要とされ，上記のファン
音消去処理に際して，回り込み音の影響を除外する処理
（回り込み音処理という）が必要となる。
【０００９】図９は，従来例の騒音消去方式を示す図で
ある。図に示すように従来方式は，１台の処理装置（例
えば，ディジタル信号プロセッサ：ＤＳＰ）内に，図８
に示すような，回り込み音処理用及びファン音消去処理
用の２つのＦＩＲフィルタを設定し，先に前者によって
回り込み音処理を実行し，続いて後者によってファン音
消去処理を，直列に実行する騒音消去制御を行ってい
た。
ある。図に示すように従来方式は，１台の処理装置（例
えば，ディジタル信号プロセッサ：ＤＳＰ）内に，図８
に示すような，回り込み音処理用及びファン音消去処理
用の２つのＦＩＲフィルタを設定し，先に前者によって
回り込み音処理を実行し，続いて後者によってファン音
消去処理を，直列に実行する騒音消去制御を行ってい
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来方式
によると，回り込み音処理とファン音消去処理とを，直
列に実行したので，騒音消去制御に時間（例えば，セン
サマイクからの騒音のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期
ｔの略２倍の時間）が掛り，それに必要な時間を賄うた
めにダクト長を（例えば，略２倍に）延長しなければな
らないため，経済的でないという問題点があった。ま
た，ダクト長を延長しないで周期ｔ内で騒音消去処理を
完了するためには，高速，高性能のＤＳＰを使用しなけ
ればならないため，経済的，かつ，効率的でないという
問題点があった。
によると，回り込み音処理とファン音消去処理とを，直
列に実行したので，騒音消去制御に時間（例えば，セン
サマイクからの騒音のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期
ｔの略２倍の時間）が掛り，それに必要な時間を賄うた
めにダクト長を（例えば，略２倍に）延長しなければな
らないため，経済的でないという問題点があった。ま
た，ダクト長を延長しないで周期ｔ内で騒音消去処理を
完了するためには，高速，高性能のＤＳＰを使用しなけ
ればならないため，経済的，かつ，効率的でないという
問題点があった。
【００１１】本発明は，騒音源から発生し，導管を通っ
て伝播する騒音を効率的，かつ，経済的に消去すること
ができる回り込み音制御式能動騒音消去装置を提供する
ことを目的とする。
て伝播する騒音を効率的，かつ，経済的に消去すること
ができる回り込み音制御式能動騒音消去装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図１は，本発明の原理ブ
ロック図を示す。図中，７は，送風機，８は，導管，２
は，送風機７から発生する騒音を相殺するような音を発
生して騒音を消去するための発音手段，１は，送風機７
から発生する騒音を受音する第１の受音手段，５は，送
風機７から発生し，導管８を通って排気口へ伝わる騒音
を擬似して，騒音を相殺せしめるような信号を発音手段
２へ出力する第１の擬似手段，６は，第１の擬似手段５
によって擬似された騒音信号を入力することによって，
発音手段２から発生し，導管８を通って第１の受音手段
１へ伝わる回り込み音を擬似する第２の擬似手段，４
は，第１の受音手段１によって受音された騒音信号から
第２の擬似手段６によって擬似された回り込み音信号を
減算し，減算結果を第１の擬似手段５へ出力する減算手
段である。
ロック図を示す。図中，７は，送風機，８は，導管，２
は，送風機７から発生する騒音を相殺するような音を発
生して騒音を消去するための発音手段，１は，送風機７
から発生する騒音を受音する第１の受音手段，５は，送
風機７から発生し，導管８を通って排気口へ伝わる騒音
を擬似して，騒音を相殺せしめるような信号を発音手段
２へ出力する第１の擬似手段，６は，第１の擬似手段５
によって擬似された騒音信号を入力することによって，
発音手段２から発生し，導管８を通って第１の受音手段
１へ伝わる回り込み音を擬似する第２の擬似手段，４
は，第１の受音手段１によって受音された騒音信号から
第２の擬似手段６によって擬似された回り込み音信号を
減算し，減算結果を第１の擬似手段５へ出力する減算手
段である。
【００１３】
【作用】本発明によれば，送風機７から送風され，導管
８を通ってその排気口へ排出される空気によって熱源を
冷却する冷却システムにおいて，送風機７から発生する
騒音を，それを相殺するような音を発音手段２から発生
することによって消去する能動騒音消去装置において，
第１の擬似手段５は送風機７から発生し，導管８を通っ
て排気口へ伝わる騒音を擬似して，騒音を相殺せしめる
ような信号を発音手段２へ出力し，第２の擬似手段６は
第１の擬似手段５によって擬似された騒音信号を入力す
ることによって，発音手段２から発生し，導管８を通っ
て第１の受音手段１へ伝わる回り込み音を擬似し，減算
手段４は第１の受音手段１によって受音された騒音信号
から第２の擬似手段６によって擬似された回り込み音信
号を減算し，第１の擬似手段５は減算結果に基づいて擬
似するので，回り込み音を除いた，純粋に送風機７から
発生する騒音を擬似することが可能となる。
８を通ってその排気口へ排出される空気によって熱源を
冷却する冷却システムにおいて，送風機７から発生する
騒音を，それを相殺するような音を発音手段２から発生
することによって消去する能動騒音消去装置において，
第１の擬似手段５は送風機７から発生し，導管８を通っ
て排気口へ伝わる騒音を擬似して，騒音を相殺せしめる
ような信号を発音手段２へ出力し，第２の擬似手段６は
第１の擬似手段５によって擬似された騒音信号を入力す
ることによって，発音手段２から発生し，導管８を通っ
て第１の受音手段１へ伝わる回り込み音を擬似し，減算
手段４は第１の受音手段１によって受音された騒音信号
から第２の擬似手段６によって擬似された回り込み音信
号を減算し，第１の擬似手段５は減算結果に基づいて擬
似するので，回り込み音を除いた，純粋に送風機７から
発生する騒音を擬似することが可能となる。
【００１４】
【実施例】図２は，本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図である。全図を通して，同一符号は同一又は同様な
構成要素を示す。
ク図である。全図を通して，同一符号は同一又は同様な
構成要素を示す。
【００１５】ファン音用フィルタC0及び回り込み音用フ
ィルタL0は，２台の別々の処理装置（例えば，ディジタ
ル信号プロセッサ）DSPC，DSPL内に設定された，それぞ
れ，ファン音消去処理用及び回り込み音処理用の適応型
ＦＩＲ（finite impulse response ）フィルタである。
ファン音用フィルタC0は，ファン7aからダクト8aを通っ
て排気口へ伝達されるファン音の振る舞いを伝達関数に
よってシミュレーションし，回り込み音用フィルタL0
は，スピーカS0からダクト8aを通ってセンサマイク1aへ
伝わる（回り込む）スピーカ音の振る舞いを伝達関数に
よってシミュレーションする。
ィルタL0は，２台の別々の処理装置（例えば，ディジタ
ル信号プロセッサ）DSPC，DSPL内に設定された，それぞ
れ，ファン音消去処理用及び回り込み音処理用の適応型
ＦＩＲ（finite impulse response ）フィルタである。
ファン音用フィルタC0は，ファン7aからダクト8aを通っ
て排気口へ伝達されるファン音の振る舞いを伝達関数に
よってシミュレーションし，回り込み音用フィルタL0
は，スピーカS0からダクト8aを通ってセンサマイク1aへ
伝わる（回り込む）スピーカ音の振る舞いを伝達関数に
よってシミュレーションする。
【００１６】図３は，ＦＩＲフィルタの構成例図であっ
て，遅延素子，掛算器及び加算器から構成されるＮ段
（又はＮタップ）のファン音用フィルタC0及び回り込み
音用フィルタL0の例を示す。
て，遅延素子，掛算器及び加算器から構成されるＮ段
（又はＮタップ）のファン音用フィルタC0及び回り込み
音用フィルタL0の例を示す。
【００１７】時間軸上で離散的なＦＩＲフィルタの入出
力の信号系列を，それぞれ，｛ｘi｝, ｛ｙi ｝とする
と，時限ｎにおける出力ｙn は次の畳み込み演算，
力の信号系列を，それぞれ，｛ｘi｝, ｛ｙi ｝とする
と，時限ｎにおける出力ｙn は次の畳み込み演算，
【００１８】
【数１】
【００１９】で与えられる。ここで， hi はフィルタ係
数であって，後述する係数制御部7C，7Lによって，シミ
ュレーション結果の出力ｙn の誤差を極小にするように
自動的に更新される。
数であって，後述する係数制御部7C，7Lによって，シミ
ュレーション結果の出力ｙn の誤差を極小にするように
自動的に更新される。
【００２０】プリント板等の熱源9aを冷却し，騒音源と
なるファン7aの近傍に設置されたセンサマイク1aによっ
て受音された騒音（ファン音とスピーカ音の合成音であ
る）はＡ／Ｄ変換器ADC1によってアナログ信号からディ
ジタル信号に変換される。
なるファン7aの近傍に設置されたセンサマイク1aによっ
て受音された騒音（ファン音とスピーカ音の合成音であ
る）はＡ／Ｄ変換器ADC1によってアナログ信号からディ
ジタル信号に変換される。
【００２１】ファン音用フィルタC0の出力ｙn は，Ｄ／
Ａ変換器DAC2を経由してスピーカS0を駆動してファン音
を消去すると共に，回り込み音用フィルタL0に入力され
る。回り込み音用フィルタL0はセンサマイク1aへ回り込
むスピーカ音をシミュレーションするので，Ａ／Ｄ変換
器ADC1の出力から回り込み音用フィルタL0の出力ｙnを
減算した差信号は，回り込み音の成分を除いた純粋にフ
ァン音を表す。この差信号はファン音用フィルタC0へ入
力されると共に，係数制御部7Lへ入力される。係数制御
部7Lは，入力された差信号に基づいて，回り込み音用フ
ィルタL0のフィルタ係数 hi (h0,h1,h2,・・・・）を補正
し，更新することによって，回り込み音用フィルタL0の
シミュレーション誤差を極小にするように制御する。
Ａ変換器DAC2を経由してスピーカS0を駆動してファン音
を消去すると共に，回り込み音用フィルタL0に入力され
る。回り込み音用フィルタL0はセンサマイク1aへ回り込
むスピーカ音をシミュレーションするので，Ａ／Ｄ変換
器ADC1の出力から回り込み音用フィルタL0の出力ｙnを
減算した差信号は，回り込み音の成分を除いた純粋にフ
ァン音を表す。この差信号はファン音用フィルタC0へ入
力されると共に，係数制御部7Lへ入力される。係数制御
部7Lは，入力された差信号に基づいて，回り込み音用フ
ィルタL0のフィルタ係数 hi (h0,h1,h2,・・・・）を補正
し，更新することによって，回り込み音用フィルタL0の
シミュレーション誤差を極小にするように制御する。
【００２２】ファン音用フィルタC0は，純粋にファン音
を表す前記差信号を入力することによって，ダクト8aを
通って排気口へ伝達されるファン音をシミュレーション
する。ファン音用フィルタC0の出力ｙn をＤ／Ａ変換器
DAC2によってディジタル信号からアナログ信号に変換
し，その信号によってスピーカS0を駆動することによっ
てファン7aが発生する騒音と波形が同振幅・逆方向の音
波を発生し，スピーカ音をファン音に合成し，相殺する
ことによってファン音を消去する。
を表す前記差信号を入力することによって，ダクト8aを
通って排気口へ伝達されるファン音をシミュレーション
する。ファン音用フィルタC0の出力ｙn をＤ／Ａ変換器
DAC2によってディジタル信号からアナログ信号に変換
し，その信号によってスピーカS0を駆動することによっ
てファン7aが発生する騒音と波形が同振幅・逆方向の音
波を発生し，スピーカ音をファン音に合成し，相殺する
ことによってファン音を消去する。
【００２３】ファン音の消去が不完全なために残る音，
即ち，ファン音用フィルタC0によるファン音のシミュレ
ーション誤差に起因して発生する残留騒音はエラーマイ
クR0によって受音され，Ａ／Ｄ変換器ADC3によってディ
ジタル信号に変換され，残留誤差Ｅn として係数制御部
7Cへ入力される。係数制御部7Cは，入力された残留誤差
Ｅn に基づいてファン音用フィルタC0のフィルタ係数 h
i (h0,h1,h2,・・・・）を補正し，更新することによって，
残留誤差Ｅn ，即ち，残留騒音をゼロに近づけ，ファン
7aが発生する騒音を完全に消去するように制御する。
即ち，ファン音用フィルタC0によるファン音のシミュレ
ーション誤差に起因して発生する残留騒音はエラーマイ
クR0によって受音され，Ａ／Ｄ変換器ADC3によってディ
ジタル信号に変換され，残留誤差Ｅn として係数制御部
7Cへ入力される。係数制御部7Cは，入力された残留誤差
Ｅn に基づいてファン音用フィルタC0のフィルタ係数 h
i (h0,h1,h2,・・・・）を補正し，更新することによって，
残留誤差Ｅn ，即ち，残留騒音をゼロに近づけ，ファン
7aが発生する騒音を完全に消去するように制御する。
【００２４】次に，フィルタ係数を求める方法の例を説
明する。図４は，回り込み音用フィルタのフィルタ係数
の求め方の説明図である。ファン7aを停止させた状態
で，擬似発音器SGによって擬似的に回り込み音を発生さ
せる。擬似発音器SGの出力はスピーカS0を駆動する共
に，Ａ／Ｄ変換器ADCXを経由して回り込み音用フィルタ
L0へ入力される。スピーカS0から発生した音はダクト8a
内を回り込んでセンサマイク1aによって受音され，Ａ／
Ｄ変換器ADC1を経てディジタルの回り込み音信号に変換
される。この回り込み音信号から回り込み音用フィルタ
L0の出力ｙn を減算し，インパルス応答の伝達関数の推
定を，学習同定法又はＬＭＳ（Least Mean Square ）法
により，減算結果がゼロになるようなフィルタ係数 hi
を求める。上記の方法を擬似発音器SGの出力を変化させ
て繰り返し，出力値の変化に対するフィルタ係数 hi を
学習する。
明する。図４は，回り込み音用フィルタのフィルタ係数
の求め方の説明図である。ファン7aを停止させた状態
で，擬似発音器SGによって擬似的に回り込み音を発生さ
せる。擬似発音器SGの出力はスピーカS0を駆動する共
に，Ａ／Ｄ変換器ADCXを経由して回り込み音用フィルタ
L0へ入力される。スピーカS0から発生した音はダクト8a
内を回り込んでセンサマイク1aによって受音され，Ａ／
Ｄ変換器ADC1を経てディジタルの回り込み音信号に変換
される。この回り込み音信号から回り込み音用フィルタ
L0の出力ｙn を減算し，インパルス応答の伝達関数の推
定を，学習同定法又はＬＭＳ（Least Mean Square ）法
により，減算結果がゼロになるようなフィルタ係数 hi
を求める。上記の方法を擬似発音器SGの出力を変化させ
て繰り返し，出力値の変化に対するフィルタ係数 hi を
学習する。
【００２５】次に，図２の接続に戻して，回り込み音用
フィルタL0及びファン音用フィルタC0を動作させる。そ
の際，ファン7aの近傍に擬似発音器SGを置いて発音さ
せ，回り込み音用フィルタL0を上記で学習したフィルタ
係数 hi に基づいて動作させる。回り込み音用フィルタ
L0は上記の学習結果により正確に回り込み音をシミュレ
ーションするので，前記減算結果は，回り込み音を除い
た純粋にファン音を表す。こうして，インパルス応答の
伝達関数の推定を，学習同定法又はＬＭＳ法により，エ
ラーマイクR0の出力がゼロになるようなフィルタ係数 h
i を求める。上記の方法を擬似発音器SGの出力を変化さ
せて繰り返し，出力値の変化に対するフィルタ係数 hi
を学習する。
フィルタL0及びファン音用フィルタC0を動作させる。そ
の際，ファン7aの近傍に擬似発音器SGを置いて発音さ
せ，回り込み音用フィルタL0を上記で学習したフィルタ
係数 hi に基づいて動作させる。回り込み音用フィルタ
L0は上記の学習結果により正確に回り込み音をシミュレ
ーションするので，前記減算結果は，回り込み音を除い
た純粋にファン音を表す。こうして，インパルス応答の
伝達関数の推定を，学習同定法又はＬＭＳ法により，エ
ラーマイクR0の出力がゼロになるようなフィルタ係数 h
i を求める。上記の方法を擬似発音器SGの出力を変化さ
せて繰り返し，出力値の変化に対するフィルタ係数 hi
を学習する。
【００２６】以上の説明では，ファン音用フィルタC0の
フィルタ係数 hi の決定をエラーマイクR0の出力のみに
基づいて決定する例について説明したが，熱源9aの温度
をその決定の要因に加えてもよい。即ち，冷却システム
においては，通常，熱源9aの温度を測定し，その温度に
応じて，例えば，温度変化の比例・積分・微分（ＰＩ
Ｄ）値に基づいてファン7aの回転速度を変化させること
によって，熱源9aの温度を迅速に所望の温度範囲に落ち
着かせるように制御する。従って，熱源9aの温度をフィ
ルタ係数 hi の決定の要因に加えることにより，より効
率的に騒音を消去できる。
フィルタ係数 hi の決定をエラーマイクR0の出力のみに
基づいて決定する例について説明したが，熱源9aの温度
をその決定の要因に加えてもよい。即ち，冷却システム
においては，通常，熱源9aの温度を測定し，その温度に
応じて，例えば，温度変化の比例・積分・微分（ＰＩ
Ｄ）値に基づいてファン7aの回転速度を変化させること
によって，熱源9aの温度を迅速に所望の温度範囲に落ち
着かせるように制御する。従って，熱源9aの温度をフィ
ルタ係数 hi の決定の要因に加えることにより，より効
率的に騒音を消去できる。
【００２７】図５は，本発明の実施例の作用を説明する
図であって，２台の処理装置DSPC，DSPL，及びその内部
に設定されたファン音用フィルタC0及び回り込み音用フ
ィルタL0の作用を示す。 (1) 処理装置DSPLは，Ａ／Ｄ変換器ADC1のサンプリング
パルスに基づいて処理を開始し，センサマイク1aからの
騒音信号をＡ／Ｄ変換器ADC1を介して入力し， (2) この騒音信号から，前の時限(n-1) において実行済
みの畳み込み演算の結果を減算して差信号（回り込み音
を除いた純粋にファン音を表す）を求め， (3) 割込みを発生して差信号を処理装置DSPCへ出力す
る。 (4) 処理装置DSPCは差信号をファン音用フィルタC0へ入
力し， (5) 畳み込み演算を実行し， (6) 演算結果をＤ／Ａ変換器DAC2を経由して出力してス
ピーカS0を駆動してファン音を消去すると共に，割込み
を発生して畳み込み演算結果を処理装置DSPLへ出力す
る。 (7) 処理装置DSPLは，処理装置DSPCからの畳み込み演算
結果（スピーカ音を表す）を入力して，回り込み音用フ
ィルタL0へ供給し， (8) 畳み込み演算を実行して，回り込み音をシミュレー
ションし， (9) 前記(2) で求めた差信号に基づいて回り込み音用フ
ィルタL0のフィルタ係数hi を更新してサンプリングパ
ルスを待つ。
図であって，２台の処理装置DSPC，DSPL，及びその内部
に設定されたファン音用フィルタC0及び回り込み音用フ
ィルタL0の作用を示す。 (1) 処理装置DSPLは，Ａ／Ｄ変換器ADC1のサンプリング
パルスに基づいて処理を開始し，センサマイク1aからの
騒音信号をＡ／Ｄ変換器ADC1を介して入力し， (2) この騒音信号から，前の時限(n-1) において実行済
みの畳み込み演算の結果を減算して差信号（回り込み音
を除いた純粋にファン音を表す）を求め， (3) 割込みを発生して差信号を処理装置DSPCへ出力す
る。 (4) 処理装置DSPCは差信号をファン音用フィルタC0へ入
力し， (5) 畳み込み演算を実行し， (6) 演算結果をＤ／Ａ変換器DAC2を経由して出力してス
ピーカS0を駆動してファン音を消去すると共に，割込み
を発生して畳み込み演算結果を処理装置DSPLへ出力す
る。 (7) 処理装置DSPLは，処理装置DSPCからの畳み込み演算
結果（スピーカ音を表す）を入力して，回り込み音用フ
ィルタL0へ供給し， (8) 畳み込み演算を実行して，回り込み音をシミュレー
ションし， (9) 前記(2) で求めた差信号に基づいて回り込み音用フ
ィルタL0のフィルタ係数hi を更新してサンプリングパ
ルスを待つ。
【００２８】サンプリングパルスが発生したとき，以上
の操作を繰り返すことによって，常に回り込み音を考慮
した消音制御が実行される。図６は，本発明の第２の実
施例を示すブロック図である。
の操作を繰り返すことによって，常に回り込み音を考慮
した消音制御が実行される。図６は，本発明の第２の実
施例を示すブロック図である。
【００２９】図を簡明にするために，Ａ／Ｄ変換器及び
Ｄ／Ａ変換器は省略し，フィルタの係数制御部及びフィ
ルタ係数は斜めの矢印によって表現されている。本実施
例は，ダクトの形状が，冷気の吸入口を共通にし，途中
から２つに分岐し，各分岐肢は別々の熱源を経て，それ
ぞれの排気口に至るようなダクトを有する冷却シススム
に適用される。ダクトの吸入口には共通のファン7aとセ
ンサマイク1aとを配し，各排気口には，それぞれ，個別
のスピーカS1，S2とエラーマイクR1，R2とを設ける。図
の上半分と下半分が，それぞれ，ダクトの分岐肢に対応
する。第１の実施例と同様に，センサマイク1aにはファ
ン音と共に各スピーカS1，S2からの回り込み音が受音さ
れるので，センサマイク1aに受音される音信号から，ダ
クトの各分岐肢を伝わる回り込み音をシミュレーション
する各回り込み音用フィルタL1，L2の出力を減算するこ
とによって，回り込み音を除外した純粋にファン音を表
す信号が求められる。
Ｄ／Ａ変換器は省略し，フィルタの係数制御部及びフィ
ルタ係数は斜めの矢印によって表現されている。本実施
例は，ダクトの形状が，冷気の吸入口を共通にし，途中
から２つに分岐し，各分岐肢は別々の熱源を経て，それ
ぞれの排気口に至るようなダクトを有する冷却シススム
に適用される。ダクトの吸入口には共通のファン7aとセ
ンサマイク1aとを配し，各排気口には，それぞれ，個別
のスピーカS1，S2とエラーマイクR1，R2とを設ける。図
の上半分と下半分が，それぞれ，ダクトの分岐肢に対応
する。第１の実施例と同様に，センサマイク1aにはファ
ン音と共に各スピーカS1，S2からの回り込み音が受音さ
れるので，センサマイク1aに受音される音信号から，ダ
クトの各分岐肢を伝わる回り込み音をシミュレーション
する各回り込み音用フィルタL1，L2の出力を減算するこ
とによって，回り込み音を除外した純粋にファン音を表
す信号が求められる。
【００３０】このファン音信号は，ダクトの各分岐肢を
伝わるファン音の振る舞いをシミュレーションするファ
ン音用フィルタC1，C2へ入力される。各ファン音用フィ
ルタC1，C2の出力によって各スピーカS1，S2を駆動する
ことにより，ダクトの各分岐肢を伝わるファン音を消去
する。また，各エラーマイクR1，R2からの残留騒音に基
づいて各ファン音用フィルタのフィルタ係数を補正し，
更新する。
伝わるファン音の振る舞いをシミュレーションするファ
ン音用フィルタC1，C2へ入力される。各ファン音用フィ
ルタC1，C2の出力によって各スピーカS1，S2を駆動する
ことにより，ダクトの各分岐肢を伝わるファン音を消去
する。また，各エラーマイクR1，R2からの残留騒音に基
づいて各ファン音用フィルタのフィルタ係数を補正し，
更新する。
【００３１】第２の実施例はダクトの分岐数が２の場合
の例であるが，あらゆる分岐数に対しても本発明は同様
に対応できることは言うまでもない。前記図５の説明に
おいて，２つの処理装置（DSPC，DSPL）が相互の通信を
直接，割込みを発生して行う方式を説明したが，２つの
処理装置が別の処理装置を介して間接に割込みを発生し
て通信する方式，２つの処理装置間で直接，データを授
受する直接インタフェースを介して通信する方式，ま
た，２つの処理装置で交換すべきデータ有ることを示す
フラグを設け，タイマーにより，又はプログラムのステ
ップ数を時間換算することにより，所定時間ごとにフラ
グを監視することによって通信することも可能である。
の例であるが，あらゆる分岐数に対しても本発明は同様
に対応できることは言うまでもない。前記図５の説明に
おいて，２つの処理装置（DSPC，DSPL）が相互の通信を
直接，割込みを発生して行う方式を説明したが，２つの
処理装置が別の処理装置を介して間接に割込みを発生し
て通信する方式，２つの処理装置間で直接，データを授
受する直接インタフェースを介して通信する方式，ま
た，２つの処理装置で交換すべきデータ有ることを示す
フラグを設け，タイマーにより，又はプログラムのステ
ップ数を時間換算することにより，所定時間ごとにフラ
グを監視することによって通信することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によると，
冷却システムにおける能動騒音消去装置において，第１
のディジタルフィルタは送風機からの騒音を擬似し，第
２のディジタルフィルタは第１のディジタルフィルタに
よって擬似された騒音信号を入力してスピーカからの回
り込み音を擬似し，減算手段はセンサマイクによって受
音された騒音信号から第２のディジタルフィルタによっ
て擬似された回り込み音信号を減算し，第１のディジタ
ルフィルタは減算結果に基づいて擬似を行うことによ
り，回り込み音を除いた，純粋に送風機から発生する騒
音を擬似することが可能となり，その出力に基づいてス
ピーカを駆動することによって送風機からの騒音を的確
に相殺して消去することができるという効果がある。ま
た，両ディジタルフィルタを個別の処理装置に設けて並
列処理することにより，短時間に処理が可能となり，ダ
クトを延長する必要なく，また，高速な処理装置を必要
としないので，経済的に，かつ，効率的に騒音を消去す
ることができるという効果がある。
冷却システムにおける能動騒音消去装置において，第１
のディジタルフィルタは送風機からの騒音を擬似し，第
２のディジタルフィルタは第１のディジタルフィルタに
よって擬似された騒音信号を入力してスピーカからの回
り込み音を擬似し，減算手段はセンサマイクによって受
音された騒音信号から第２のディジタルフィルタによっ
て擬似された回り込み音信号を減算し，第１のディジタ
ルフィルタは減算結果に基づいて擬似を行うことによ
り，回り込み音を除いた，純粋に送風機から発生する騒
音を擬似することが可能となり，その出力に基づいてス
ピーカを駆動することによって送風機からの騒音を的確
に相殺して消去することができるという効果がある。ま
た，両ディジタルフィルタを個別の処理装置に設けて並
列処理することにより，短時間に処理が可能となり，ダ
クトを延長する必要なく，また，高速な処理装置を必要
としないので，経済的に，かつ，効率的に騒音を消去す
ることができるという効果がある。
【図１】 本発明の原理ブロック図
【図２】 本発明の第１の実施例を示すブロック図
【図３】 ＦＩＲフィルタの構成例図
【図４】 回り込み音用フィルタのフィルタ係数の求め
方の説明図
方の説明図
【図５】 本発明の実施例の作用を説明する図
【図６】 本発明の第２の実施例を示すブロック図
【図７】 計算機組織の冷却及び消音制御システムの説
明図
明図
【図８】 従来例を示す消音制御のブロック図
【図９】 従来例の騒音消去方式を示す図
１ 第１の受音手段 ２ 発音手段 ４ 減算手段 ５ 第１の擬似手段 ６ 第２の擬似手段 ７ 送風機 ８ 導管 1a センサマイク 7C，7L 係数制御部 7a ファン 8a ダクト 9a 熱源 ADC1，ADC3，ADCX アナログ／ディジタル変換器 DAC2 ディジタル／アナログ変換器 C0，C1，C2 ファン音用フィルタ L0，L1，L2 回り込み音用フィルタ R0，R1，R2 エラーマイク S0，S1，S2 スピーカ SG 擬似発音器
Claims (5)
- 【請求項１】 送風機(7) から送風され，導管(8) を通
ってその排気口へ排出される空気によって熱源を冷却す
る冷却システムにおいて，送風機(7) から発生する騒音
を，それを相殺するような音を発音手段(2) から発生す
ることによって消去する能動騒音消去装置であって，送
風機(7) から発生する騒音を受音する第１の受音手段
(1) と，送風機(7) から発生し，導管(8) を通って排気
口へ伝わる騒音を擬似して，騒音を相殺せしめるような
信号を前記発音手段(2) へ出力する第１の擬似手段(5)
と，該第１の擬似手段(5) によって擬似された騒音信号
を入力することによって，発音手段(2) から発生し，導
管(8) を通って該第１の受音手段(1) へ伝わる回り込み
音を擬似する第２の擬似手段(6) と，該第１の受音手段
(1) によって受音された騒音信号から該第２の擬似手段
(6)によって擬似された回り込み音信号を減算し，減算
結果を該第１の擬似手段(5)へ出力する減算手段(4) と
を設けることを特徴とする回り込み音制御式能動騒音消
去装置。 - 【請求項２】 送風機から送風され，導管を通ってその
排気口へ排出される空気によって熱源を冷却する冷却シ
ステムにおいて，送風機から発生する騒音を，排出口の
近傍に備えられた発音器を駆動し，その騒音を相殺する
ような音を発生することによって消去する能動騒音消去
装置であって，送風機の近傍に備えられ，騒音を受音す
る第１の受音器と，前記第１の受音器によって受音され
たアナログ信号をディジタルの騒音信号に変換する第１
の変換手段と，送風機から発生し，導管を通って排気口
へ伝わる騒音を擬似して，騒音を相殺せしめるような信
号を出力する第１のディジタルフィルタと，該第１のデ
ィジタルフィルタからのディジタル信号をアナログ信号
に変換して前記発音器へ出力する第２の変換手段と，該
第１のディジタルフィルタによって擬似された騒音信号
を入力することによって，発音器から発生し，導管を通
って該第１の受音器へ伝わる回り込み音を擬似する第２
のディジタルフィルタと，該第１の変換手段によって変
換された騒音信号から該第２のディジタルフィルタによ
って擬似された回り込み音信号を減算し，減算結果を該
第１のディジタルフィルタへ出力する減算手段と，該減
算手段による減算結果を入力して，該第２のディジタル
フィルタのフィルタ係数を更新する第２の更新手段と，
導管の排気口の近傍に備えられ，残留騒音を受音する第
２の受音器と，該受音器からのアナログ信号をディジタ
ルの残留騒音信号に変換する第３の変換手段と，該第３
の変換手段からの残留騒音信号を入力して，該第１のデ
ィジタルフィルタのフィルタ係数を更新する第１の更新
手段とを設けることを特徴とする回り込み音制御式能動
騒音消去装置。 - 【請求項３】 ダクトの形状が，冷気の吸入口を共通に
し，途中から複数（Ｎ）に分岐し，各分岐肢は別々の熱
源を経て，それぞれの排気口に至るようなダクトを有す
る冷却システムにおいて，ダクトの複数（Ｎ）の分岐肢
に対応して，複数（Ｎ）組の前記発音手段，第１の擬似
手段及び第２の擬似手段を設け，前記減算手段は，前記
第１の受音手段によって受音された騒音信号から該複数
（Ｎ）の第２の擬似手段(6) によって擬似された複数
（Ｎ）の回り込み音信号を減算し，減算結果を該複数
（Ｎ）の第１の擬似手段へ出力することを特徴とする請
求項１に記載の回り込み音制御式能動騒音消去装置。 - 【請求項４】 ダクトの形状が，冷気の吸入口を共通に
し，途中から複数（Ｎ）に分岐し，各分岐肢は別々の熱
源を経て，それぞれの排気口に至るようなダクトを有す
る冷却システムにおいて，ダクトの複数（Ｎ）の分岐肢
に対応して，複数（Ｎ）組の前記第１のディジタルフィ
ルタ，第２の変換手段，発音器，第２の受音器，第３の
変換手段，第１の更新手段，第２のディジタルフィルタ
及び第２の更新手段を設け，前記減算手段は，前記第１
の変換器によって変換された騒音信号から該複数（Ｎ）
の第２のディジタルフィルタによって擬似された複数
（Ｎ）の回り込み音信号を減算し，減算結果を該複数
（Ｎ）の第１のディジタルフィルタへ出力することを特
徴とする請求項２に記載の回り込み音制御式能動騒音消
去装置。 - 【請求項５】 前記第１の擬似手段と第２の擬似手段，
及び前記各組の第１のディジタルフィルタと第２のディ
ジタルフィルタとは個別の処理装置によって構成され，
両処理装置間の通信を，相手処理装置に直接，割込みを
発生する方法，両処理装置間に備えられ，両者の通信を
制御する別の処理装置を起動する方法，両処理装置間に
備えられた直接インタフェースを起動する方法，及び相
手処理装置による交換すべきデータの有無の表示を所定
時間ごとに監視する方法の何れかによって，起動するこ
とを特徴とする請求項１〜４に記載の回り込み音制御式
能動騒音消去装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5027047A JPH06242787A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 回り込み音制御式能動騒音消去装置 |
| EP94301137A EP0612057A3 (en) | 1993-02-17 | 1994-02-17 | Active noise control systems. |
| US08/614,919 US5583943A (en) | 1993-02-17 | 1996-03-11 | Active noise control system with detouring sound apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5027047A JPH06242787A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 回り込み音制御式能動騒音消去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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