JPH06250676A - アクティブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消音対象外の周波数成分を除去して消音性能の
劣化や高周波成分の増加を防止することを目的とする。 【構成】騒音を検出して騒音信号を出力する検出マイク
ロフォン(3a)と、該騒音信号に対して所定周波数成分の
反転音信号を生成して出力するＦＩＲフィルタ(41)とが
設けられている。更に、該反転音信号に対応した反転音
を出力するスピーカ(3b)と、該反転音と騒音との誤差を
検出して低減音信号を出力するモニタマイクロフォン(3
c)とが設けられている。加えて、該低減音信号と上記騒
音信号とを受けて誤差が小さくなるように上記ＦＩＲフ
ィルタ(41)のフィルタ係数を更新する適応アルゴリズム
実行回路(44)を備えている。そして、上記検出マイクロ
フォン(3a)からの騒音信号を受けて、該騒音信号に対し
て予め設定された特定の低周波数帯域の騒音信号のみを
上記ＦＩＲフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行回路
(44)に入力させるローパスフィルタ(45)が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広帯域の変動波形信号
から特定帯域の信号を抽出して制御するアクティブ制御
装置に関し、特に、特定帯域信号の抽出対策に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のアクティブ制御装置に
は、例えば、ダクト内空間等の音波の伝播通路の非定常
的な広帯域の騒音に対して、これとは逆位相でかつ同振
幅の反転音を発生させて消音を行うアクティブ消音装置
がある。このアクティブ消音装置には、従来より、適応
型ＦＩＲ（Ｆinite Ｉmpulse Ｒesponse)フィルタを
使用し、検出マイクロフォンから出力される空間の騒音
信号に対して上記適応型ＦＩＲフィルタにより逆位相で
同振幅の反転音信号を生成した後、該反転音信号をスピ
ーカに出力して反転音を空間に放射すると共に、この空
間の所定観測点に配置したモニタマイクロホンにより該
観測点にて騒音と上記スピーカから放射された反転音と
の合成音を検出して、該合成音を低減音レベルとして入
力し、該低減音レベルを小さくするように適応型ＦＩＲ
フィルタのフィルタ係数を逐次更新することにより、上
記観測点周辺の音圧レベルを低減するようにしたものが
知られている（例えば、電子情報通信学会の技術研究報
告の１９８８年ＥＡ−８８−２９参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したアクティブ消
音装置において、騒音が伝播する空間がダクト内等の空
間で、その内部の騒音低減を目的とした１次元のアクテ
ィブ消音では、空間の消音可能な周波数にダクト径等で
決まる限界周波数が存在する。ところが、消音の対象で
ある騒音は、通常、その限界周波数より高い高周波数成
分を含んでいるので、この高周波成分を含む検出信号を
そのまゝ入力信号として利用すると、消音性能が劣化し
たり、又は、高周波成分が増加したりするという問題が
あった。

【０００４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、制御対象外の周波数成分を除去して制御性能の劣化
を防止すると共に、高周波成分の増加を防止することを
目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明が講じた手段は、特定周波数のみを通過させ
る帯域制限フィルタを設けるようにしたものである。具
体的に、請求項１の発明では、図１に示すように、変動
波形信号を検出して波形信号を出力する波形検出手段(3
a)と、該波形検出手段(3a)からの波形信号に対して所定
周波数成分の抽出信号を生成して出力するデジタルフィ
ルタ(41)とが設けられている。更に、該デジタルフィル
タ(41)より出力された抽出信号を受けて該抽出信号に対
応した制御信号を出力する信号出力手段(3b)と、該信号
出力手段(3b)が出力した制御信号と上記変動波形信号と
の誤差を検出して誤差信号を出力する誤差検出手段(3c)
とが設けられている。加えて、該誤差検出手段(3c)から
出力された誤差信号と上記波形検出手段(3a)からの波形
信号とを受けて誤差が小さくなるように上記デジタルフ
ィルタ(41)のフィルタ係数を更新する適応アルゴリズム
実行手段(44)とを備えたアクティブ制御装置を前提とし
ている。そして、上記波形検出手段(3a)からの波形信号
を受けて、該波形信号に対して予め設定された特定周波
数帯域の波形信号のみを上記デジタルフィルタ(41)及び
適応アルゴリズム実行手段(44)に入力させる帯域制限フ
ィルタ(45)が設けられた構成としている。

【０００６】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、帯域制限フィルタ(4
5)は、ＦＩＲフィルタであって、所定サンプリング数の
時系列データについて予め設計されたフィルタ係数に対
して後半部分のフィルタ係数を用いて演算処理するよう
に構成されている。また、請求項３に係る発明が講じた
手段は、上記請求項１の発明における帯域制限フィルタ
(45)に代えて、該帯域制限フィルタ(45)と同様な帯域制
限フィルタ(47)が、デジタルフィルタ(41)と信号出力手
段(3b)との間に設られた構成とし、また、請求項４に係
る発明が講じた手段は、上記請求項１の発明における帯
域制限フィルタ(45)に加えて、上記請求項３の発明にお
ける帯域制限フィルタ(47)を設けた構成としている。

【０００７】また、請求項５、６、７及び８に係る発明
が講じた手段は、上記請求項１の発明における帯域制限
フィルタ(45)が、ローパスフィルタ、ハイパスフィル
タ、バンドパスフィルタ又はノッチフィルタで構成され
ている。また、請求項９に係る発明が講じた手段は、上
記請求項１又は３の発明における帯域制限フィルタ(45,
47)が、アナログフィルタで構成されたものである。ま
た、請求項１０に係る発明が講じた手段は、上記請求項
１又は３の発明における帯域制限フィルタ(45, 47)が、
１次のアナログフィルタで構成されたものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により、本発明では、例えば、ダク
ト内の空間における騒音を波形検出手段(3a)により検出
し、この波形検出手段(3a)にて検出した波形信号である
騒音信号は、デジタルフィルタ(41)に入力され、該デジ
タルフィルタ(41)で上記騒音信号とは逆位相でかつ同振
幅の抽出信号である反転音信号を生成させる。この反転
音信号が信号出力手段(3b)に出力され、該信号出力手段
(3b)から制御信号である反転音が空間に放射される。こ
の放射により、ダクト内の騒音が反転音により低減され
ることになる。更に、誤差検出手段(3c)が騒音と反転音
との誤差を検出して誤差信号である低減音信号を出力
し、この低減音信号が適応アルゴリズム実行手段(44)に
入力されて、この低減音信号に基づいて上記デジタルフ
ィルタ(41)のフィルタ係数が逐次更新される。この更新
により、該デジタルフィルタ(41)による反転音信号の生
成がダクト内の騒音に対して経時的に精度良く行われ
る。

【０００９】この消音動作時において、上記波形検出手
段(3a)から出力される騒音信号は、帯域制限フィルタ(4
5)で特定の周波数帯域が除去され、例えば、ローパスフ
ィルタで、高周波数成分が除去され、上記デジタルフィ
ルタ(41)及び適応アルゴリズム実行手段(44)に入力さ
れ、消音性能の向上を図ると共に、高周波成分の増加防
止が図られる。また、上記帯域制限フィルタ(45)は、通
常のフィルタ係数の後半部分のフィルタ係数を用いて、
時間遅れを極めて小さくし、特に、一次のフィルタで構
成し、より時間遅れを小さくするようにしている。ま
た、上記帯域制限フィルタ(45)をハイパスフィルタ、バ
ンドパスフィルタ又はノッチフィルタで構成して低周波
帯域又は低周波帯域と高周波帯域とを除去し、或いは特
定幅の周波数帯域を除去するようにし、また、デジタル
フィルタ(41)の抽出信号に対して帯域制限フィルタ(45)
で特定の周波数帯域を除去するようにする。

【００１０】

【発明の効果】従って、本発明によれば、騒音信号等の
波形信号の入力側に又は抽出信号の出力側に帯域制限フ
ィルタ(45)を設けたゝめに、波形信号から特定の周波帯
域を除去することができる。特に、該帯域制限フィルタ
(45)をローパスフィルタとすると、高周波数帯域を除去
することができ、この結果、消音性能等の制御性能を向
上させることができると共に、高周波成分の増大を防止
することができる。また、上記帯域制限フィルタ(45)
は、通常のフィルタ係数の後半部分のフィルタ係数を用
いて演算処理するＦＩＲフィルタとしているので、時間
遅れを極めて小さくすることができる。つまり、アクテ
ィブ制御においては、リアルタイム処理が求められるの
で、時間遅れが大きいと、リアルタイム処理が不可能と
なる。例えば、アクティブ消音において、検出マイクロ
フォンが検出する騒音信号を処理してスピーカより反転
音を出力するまでの時間は、上記検出マイクロフォンが
検出する騒音がスピーカに到達するまでの時間である必
要があり、上記時間遅れを極めて小さくできることか
ら、従来に比して、波形検出手段(3a)と信号出力手段(3
b)との設置距離を増すことなく、消音性能を向上させる
ことができ、限られたスペースにおいて消音機能を確実
に発揮させることができると共に、装置全体の大型化を
防止することができ、例えば、アクティブ消音装置全体
の大型化を防止することができる。また、上記帯域制限
フィルタ(45, 47)は、一次のアナログフィルタで構成し
ているので、例えば、ローパスフィルタの場合、カット
オフの小さいフィルタで構成することにより、上記ＦＩ
Ｒフィルタと同様に時間遅れを小さくするこができる。
また、上記帯域制限フィルタ(45)をローパスフィルタに
代えてハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ又はノッ
チフィルタを用いることにより、上記アクティブ消音時
における付加音を発生しない周波数帯域などを確実に除
去することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２は、本発明の一実施例を示し、 (1)
は、ダクト内の騒音を消音するアクティブ制御装置とし
てのアクティブ消音装置であって、該ダクト(2) の内部
には、図２の左端に位置する騒音源(22)からの騒音音波
の伝播通路としての空間(21)が形成されている。また、
上記ダクト(2) には、図２の矢符で示す空間(21)におけ
る騒音の伝播方向の上流側から下流側に向かって検出マ
イクロフォン(3a)とスピーカ(3b)とモニタマイクロフォ
ン(3c)とが順に配置されている。そして、該検出マイク
ロフォン(3a)は、上記空間(21)における変動波形信号で
ある騒音を検出し、エリアシング防止用ローパスフィル
タ（図示省略）を介して波形信号である騒音信号をコン
トローラ(4) に出力する波形検出手段を構成している。
また、上記スピーカ(3b)は、上記コントローラ(4) から
の反転音信号をエリアシング防止用ローパスフィルタ
（図示省略）を介して受け、騒音とは逆位相でかつ同振
幅の反転音、つまり、制御信号を上記ダクト(2) 内の空
間(21)に放射するための付加音源であって、信号出力手
段を構成している。また、上記モニタマイクロフォン(3
c)は、所定の観測点に位置し、上記スピーカ(3b)から放
射された反転音の作用により低減された騒音の低減音レ
ベルをその観測点で検出し、エリアシング防止用ローパ
スフィルタ（図示省略）を介して低騒音信号を出力して
おり、つまり、スピーカ(3b)からの制御信号である反転
音と上記変動波形信号である騒音との誤差である低減音
レベルを検出して誤差信号の低騒音信号を出力する誤差
検出手段を構成している。

【００１２】上記コントローラ(4) は、騒音とは逆位相
でかつ同振幅の反転音信号を生成するためのもので、上
記スピーカ(3b)の騒音信号がＤ／Ａ変換器（図示せず）
等を介して入力されている。該コントローラ(4) には、
上記検出マイクロフォン(3a)の騒音信号とモニタマイク
ロフォン(3c)の低騒音信号がＡ／Ｄ変換器（図示せず）
等を介して入力されている。そして、該コントローラ
(4) には、適応型ＦＩＲフィルタ(41)と、第１フィルタ
(42)及び第２フィルタ(43)とを備えると共に、適応アル
ゴリズム実行回路(44)と、本発明の特徴とするローパス
フィルタ(45)とを備えている。

【００１３】該適応型ＦＩＲフィルタ(41)は、上記検出
マイクロフォン(3a)が出力する騒音信号を加算回路(46)
を介して受け、該騒音信号とは基本的に逆位相で同振幅
の反転音信号を生成するデジタルフィルタを構成してい
る。また、上記第１フィルタ(42)は、検出マイクロフォ
ン(3a)が出力する騒音信号を加算回路(46)を介して受
け、上記ＦＩＲフィルタ(41)の反転音信号に基づいてス
ピーカ(3b)から放射された反転音がモニタマイクロフォ
ン(3c)に入力されるのに要する伝播時間だけ検出マイク
ロフォン(3a)の騒音信号を予め所定時間遅延させると共
に、波形減衰等を考慮したフィルタであって、スピーカ
(3b)とモニタマイクロフォン(3c)との間の伝達関数を有
するＦＩＲフィルタで構成されている。上記第２フィル
タ(43)は、スピーカ(3b)から放射された反転音が検出マ
イクロフォン(3a)に伝播してハウリングが発生するのを
防ぐために上記ＦＩＲフィルタ(41)からの反転音信号を
加算回路(46)にフィードバックするフィルタであって、
所定の伝達関数を有するＦＩＲフィルタで構成されてい
る。更に、上記適応アルゴリズム実行回路(44)は、最小
二乗平均法（ＬＭＳ；Ｌeast Ｍean Ｓquare)アルゴ
リズムによる適応制御を行う適応アルゴリズム実行手段
であって、上記第１フィルタ(42)を通して受ける騒音信
号を遅延した信号と、モニタマイクロフォン(3c)からフ
ィードバックされる低減音信号とに基づいて、ダクト
(2) 内の観測点周辺の低減音レベルが低下するようにＬ
ＭＳの制御パラメータとしてのＦＩＲフィルタ(41)のフ
ィルタ係数を更新してその反転音信号を適応制御し、補
正するように構成されている。

【００１４】一方、上記ローパスフィルタ(45)は、本発
明の特徴とするところであって、加算回路(46)からの騒
音信号を受けて特定の低周波数帯域の騒音信号のみを通
す帯域制限型のＦＩＲフィルタで構成されている。更
に、該ローパスフィルタ(45)は、一次のフィルタであっ
て、所定サンプリング数の時系列データについて予め設
計されたフィルタ係数に対して後半部分のフィルタ係数
を用いて演算処理するように構成されている。つまり、
ローパスフィルタは、図３に示すように、通常、例え
ば、所定サンプリング数が６３タップである場合におい
て、両端部でフィルタ係数値が小さく、中央部（３２タ
ップ）で大きくなるように設計されるている。これに対
し、本発明におけいるローパスフィルタ(45)は、後半部
分のフィルタ係数を用い、初期でフィルタ係数が最も大
きく、減衰の重みを小さくする一方、終期でフィルタ係
数が小さく、減衰の重みを大きくするように設定されて
いる。そして、該ローパスフィルタ(45)は、加算回路(4
6)からの騒音信号を受けて、例えば、５００Hz以上の高
周波帯域の騒音信号を除去してＦＩＲフィルタ(41)及び
第１フィルタ(42)に入力させるように構成されている。

【００１５】次に、上記アクティブ消音装置(1) の消音
動作について説明する。先ず、ダクト(2) 内の空間(21)
における騒音は、検出マイクロフォン(3a)により検出さ
れ、このマイクロフォン(3a)にて検出した騒音信号は、
加算回路(46)及びローパスフィルタ(45)を経て適応型Ｆ
ＩＲフィルタ(41)に入力される。また、上記ローパスフ
ィルタ(45)を経た騒音信号は、第１フィルタ(42)で所定
時間だけの遅延処理等が行われて適応アルゴリズム実行
回路(44)に入力されている。そして、上記適応型ＦＩＲ
フィルタ(41)においては、上記騒音信号と逆位相で且つ
同振幅の反転音信号を生成させる。この反転音信号がス
ピーカ(3b)に出力され、該スピーカ(3b)から反転音が空
間(21)に放射される。この放射により、ダクト(2)内の
騒音は、スピーカ(3b)から放射された反転音により良好
に低減されることになる。更に、観測点では低減された
騒音レベル、つまり、低減音レベルがモニタマイクロフ
ォン(3c)により検出され、その検出信号である低減音信
号が適応アルゴリズム実行回路(44)に入力され、この低
減音信号と上記第１フィルタ(42)からの騒音信号とに基
づいて適応型ＦＩＲフィルタ(41)のフィルタ係数が逐次
更新される。このフィルタ係数の更新により、上記適応
型ＦＩＲフィルタ(41)による反転音信号の生成がダクト
(2) 内の騒音に対して経時的に精度良く行われ、ダクト
(2)内の観測点周辺の音圧レベルが最も良好に低減され
る。この消音動作時において、加算回路(46)は、上記適
応型ＦＩＲフィルタ(41)が出力する反転音信号が入力し
て該反転音信号を騒音信号から差し引き、上記スピーカ
(3b)から放射された反転音が検出マイクロフォン(3a)に
伝播することによるハウリングの発生を防止している。

【００１６】一方、本発明の特徴として、上記加算回路
(46)から出力される騒音信号は、ローパスフィルタ(45)
で、高周波数成分（例えば、５００Hz以上の周波数成
分）が除去され、上記適応型ＦＩＲフィルタ(41)に入力
されると共に、上記第１フィルタ(42)を介して適応アル
ゴリズム実行回路(44)に入力されている。そこで、上述
したローパスフィルタ(45)において、後半部分のフィル
タ係数を用いた原理について説明する。先ず、図３に示
す通常のフィルタ係数を用いたローパスフィルタでは、
図５に示すように、ゲインである減衰量が５００Hzまで
順次低下し、５００Hz以上の高周波成分が除去されてい
るのに対し、図４に示す本発明の後半部分のフィルタ係
数を用いたローパスフィルタ(45)では、図６に示すよう
に、減衰量が徐々に低下することになる。一方、図３に
示す通常のフィルタ係数を用いたローパスフィルタで
は、図７に示すように、位相の遅れが周波数の上昇に伴
って大きくなるのに対し、図４に示す本発明の後半部分
のフィルタ係数を用いたローパスフィルタ(45)では、図
８に示すように、位相の遅れが小さい。尚、サンプリン
グ周波数は、5KHzに設定されている。以上のことから、
図４に示すように、本発明の後半部分のフィルタ係数を
用いたローパスフィルタ(45)では、減衰特性が急峻でな
いものゝ高周波成分を減衰させることができると同時
に、位相遅れ、つまり、時間遅れを小さくすることがで
きる。そこで、実際に消音測定を行い、本発明の効果を
確認した。この測定結果は、図９に示しており、この図
９において、Ａは、スピーカ(3b)より反転音を放射して
いない状態のモニタマイクロフォン(3c)の電圧レベル
で、騒音をそのまゝ検出している。また、Ｂは、ローパ
スフィルタ(45)を設けていない状態において、スピーカ
(3b)より反転音を放射して消音した際のモニタマイクロ
フォン(3c)の電圧レベルで、この場合、５００Hz以上の
高周波成分を含む騒音信号を取り込んでいるので、５０
０Hz以上の高周波成分が増加している。これに対し、図
９Ｃに示すように、ローパスフィルタ(45)を設けた状態
において、スピーカ(3b)より反転音を放射して消音した
際のモニタマイクロフォン(3c)の電圧レベルは、５００
Hz以上の高周波成分が除去されているので、５００Hz以
上の高周波成分が増加していない。そして、この際、上
述したように、時間遅れがないので、検出マイクロフォ
ン(3a)とスピーカ(3b)との設置距離が小さくなり、装置
全体が小型化する。

【００１７】従って、上記アクティブ消音装置(1) にお
いては、騒音信号の入力側にローパスフィルタ(45)を設
けたゝめに、騒音信号から特定の高周波帯域を除去する
ことができる。この結果、消音性能を向上させることが
できると共に、消音後の高周波成分の増大を防止するこ
とができる。また、上記ローパスフィルタ(45)は、通常
のフィルタ係数の後半部分のフィルタ係数を用いている
ので、時間遅れを極めて小さくすることができる。つま
り、上記検出マイクロフォン(3a)が検出する騒音信号を
処理してスピーカ(3b)より反転音を出力するまでの時間
は、上記検出マイクロフォン(3a)が検出する騒音がスピ
ーカ(3b)に到達するまでの時間である必要があり、上記
時間遅れを極めて小さくできることから、従来に比し
て、検出マイクロフォン(3a)とスピーカ(3b)との設置距
離を増すことなく、消音性能を向上させることができ、
限られたスペースにおいて消音機能を確実に発揮させる
ことができると共に、装置全体の大型化を防止すること
ができる。

【００１８】尚、上記実施例においては、ローパスフィ
ルタ(45)を設けるようにしたが、このローパスフィルタ
(45)に代えてハイパスフィルタを設けるようにしてもよ
い。つまり、アクティブ消音する場合、スピーカ(3b)を
用いて消音するので、低周波数では十分な付加音を発生
させることができない。具体的に、上記スピーカ(3b)で
出力できる周波数は、５０Hz程度であり、それ以下では
発生することができないことから、騒音信号からこの特
定の低周波数帯域をハイパスフィルタで除去し、ＦＩＲ
フィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行回路(44)に入力
させるようにしてもよい。また、上記ローパスフィルタ
(45)に代えて、バンドパスフィルタを用いてもよい。つ
まり、該バンドパスフィルタは、上述したローパスフィ
ルタ(45)とハイパスフィルタとを兼用するようにし、騒
音信号より特定の高周波数帯域と低周波数帯域とを除去
して、ＦＩＲフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行回
路(44)に入力させるようにしている。また、上記ローパ
スフィルタ(45)に代えて、ノッチフィルタを用いてもよ
い。つまり、該ノッチフィルタは、ノイズとしてピーク
信号が騒音信号に混入した場合などにおいて、騒音信号
より特定幅の周波数帯域を除去して、ＦＩＲフィルタ(4
1)及び適応アルゴリズム実行回路(44)に入力させるよう
にしている。

【００１９】図１０及び図１１は、他の実施例を示して
おり、この図１０に示す実施例は、上述した入力側のロ
ーパスフィルタ(45)に加え、出力側にも入力側と同様な
ローパスフィルタ(47)を設けるようにしたものである。
つまり、該出力側ローパスフィルタ(47)は、上記ＦＩＲ
フィルタ(41)とスピーカ(3b)との間に設けられ、該ＦＩ
Ｒフィルタ(41)が出力する反転音信号より高周波数帯域
を除去するように構成されている。この結果、このロー
パスフィルタ(47)によって、時間遅れが少ない状態で、
より不要周波数成分の発生を防止することができ、確実
に高周波数成分の増加を防止することができる。

【００２０】また、図１０に示す上記実施例において
は、入力側ローパスフィルタ(45)と出力側ローパスフィ
ルタ(47)とを設けるようにしたが、出力側ローパスフィ
ルタ(47)のみを設けるようにしてもよい。この場合、消
音性能の向上については、図２の実施例より低下するも
のゝ、不要周波数成分の発生については、確実に防止す
ることができる。

【００２１】また、図１１に示す実施例は、前各実施例
がアクティブ消音装置(1) であってのに代えて、アクテ
ィブ制御装置(1a)に本発明を適用したもので、一般的な
リアルタイム処理を目的としたデジタルフィルタ、例え
ば、ＦＩＲフィルタ(41)を有するシステムである。この
アクティブ制御装置(1a)においては、図２に示すコント
ローラ(4) に第１フィルタ(42)、第２フィルタ(43)及び
加算回路(46)が設けられおらず、波形検出手段(3d)が、
変動波形信号を検出して波形信号をローパスフィルタ(4
5)に出力しており、信号出力手段(3e)が、ＦＩＲフィル
タ(41)の抽出信号を受けて制御信号を出力しており、誤
差検出手段(3f)が、上記制御信号と変動波形信号との誤
差を検出して誤差信号を適応アルゴリズム実行回路(44)
に出力している。つまり、広帯域の信号から部分的な帯
域信号を抽出して各種の制御を行うようにしており、こ
の際においても、上記ローパスフィルタ(45)によって高
周波帯域が除去されることになる。その他の構成・作用
効果は、図２の実施例と同様である。尚、図１１の実施
例においても、上記ローパスフィルタ(45)に代えてハイ
パスフィルタ、バンドパスフィルタ、ノッチフィルタ、
出力側ローパスフィルタ(47)等を用いるようにしてもよ
いことは勿論である。

【００２２】図１２及び図１３は、図２のローパスフィ
ルタ(45)の他の実施例を示しており、ローパスフィルタ
(48, 49)は、アナログフィルタで構成されている。つま
り、図１２に示すローパスフィルタ(48)は、パッシブア
ナログフィルタであって、抵抗(R1)とコンデンサ(C1)と
を備えて構成されている。そして、該ローパスフィルタ
(48)は、カットオフ周波数fcが１００Hz程度に設計され
ている。尚、上記カットオフ周波数fcは、次式で表さ
れ、 fc＝１／（２πＲＣ） Ｒ：抵抗値 Ｃ：コンデンサ容量 となる。

【００２３】このローパスフィルタ(48)においては、図
１４に示すように、ゲインである減衰特性は、周波数の
上昇に伴って徐々に大きくなり、また、図１５に示すよ
うに、位相遅れは、周波数が５００Hz以上でほゞ変化し
ないことになる。上記ローパスフィルタ(48)は、具体的
に、サンプリング周波数を5KHzとして、５００Hzの騒音
信号に対し、位相遅れが８０°であるので、0.00044sec
となり、2.2のサンプリング数の遅れとなる。従って、
図２に示す実施例と同様に、位相遅れを小さくして高周
波数帯域の騒音を除去でき、消音特性を向上することが
できると共に、高周波数成分の増加を防止することがで
きる。

【００２４】また、図１３に示すローパスフィルタ(49)
は、アクティブアナログフィルタであって、オペアンプ
(OP)と抵抗(R2, R3)とコンデンサ(C2)とを備えて構成さ
れ、図１２のローパスフィルタ(48)と同様にカットオフ
周波数が１００Hz程度に設計されている。その他、減衰
特性及び位相遅れ並びに作用効果は、図１２のローパス
フィルタ(48)と同様である。

【００２５】尚、図１１において、デジタルフィルタ
は、ＦＩＲフィルタ(43)を用いたが、ＩＩＲフィルタを
用いたアクティブ制御装置であってもよい。また、図
２、図１０及び図１１において、帯域制限フィルタとし
て、ＦＩＲフィルタのローパスフィルタ(45, 47)等につ
いて説明したが、タップ長が短く、時間遅れの小さいＩ
ＩＲフィルタを用い、特定周波数帯域の入力信号を得る
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】アクティブ消音装置を示す概略ブロック図であ
る。

【図３】１微小区分のフィルタ係数関数を示す特性図で
ある。

【図４】半微小区分のフィルタ係数関数を示す特性図で
ある。

【図５】図３のフィルタ係数関数を用いたローパスフィ
ルタの減衰特性図である。

【図６】図４のフィルタ係数関数を用いたローパスフィ
ルタの減衰特性図である。

【図７】図３のフィルタ係数関数を用いたローパスフィ
ルタの位相特性図である。

【図８】図４のフィルタ係数関数を用いたローパスフィ
ルタの位相特性図である。

【図９】周波数の異なる騒音に対する消音特性図であ
る。

【図１０】他のアクティブ消音装置を示す概略ブロック
図である。

【図１１】他のアクティブ制御装置を示す概略ブロック
図である。

【図１２】他のローパスフィルタを示す回路図である。

【図１３】他のローパスフィルタを示す回路図である。

【図１４】図１２のローパスフィルタの減衰特性図であ
る。

【図１５】図１２のローパスフィルタの位相特性図であ
る。

【符号の説明】

1 アクティブ消音装置 1a アクティブ制御装置 2 ダクト 3a 検出マイクロフォン（波形検出手
段） 3b スピーカ（信号出力手段） 3c モニタマイクロフォン（誤差検出手
段） 3d 波形検出手段 3e 信号出力手段 3f 誤差検出手段 4 コントローラ 43 ＦＩＲフィルタ 44 適応アルゴリズム実行回路 45,47,48,49 ローパスフィルタ（帯域制限フィル
タ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変動波形信号を検出して波形信号を出力
   する波形検出手段(3a)と、 該波形検出手段(3a)からの波形信号に対して所定周波数
   成分の抽出信号を生成して出力するデジタルフィルタ(4
   1)と、 該デジタルフィルタ(41)より出力された抽出信号を受け
   て該抽出信号に対応した制御信号を出力する信号出力手
   段(3b)と、 該信号出力手段(3b)が出力した制御信号と上記変動波形
   信号との誤差を検出して誤差信号を出力する誤差検出手
   段(3c)と、 該誤差検出手段(3c)から出力された誤差信号と上記波形
   検出手段(3a)からの波形信号とを受けて誤差が小さくな
   るように上記デジタルフィルタ(41)のフィルタ係数を更
   新する適応アルゴリズム実行手段(44)とを備えたアクテ
   ィブ制御装置において、 上記波形検出手段(3a)からの波形信号を受けて、該波形
   信号に対して予め設定された特定周波数帯域の波形信号
   のみを上記デジタルフィルタ(41)及び適応アルゴリズム
   実行手段(44)に入力させる帯域制限フィルタ(45)が設け
   られていることを特徴とするアクティブ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアクティブ制御装置にお
   いて、帯域制限フィルタ(45)は、ＦＩＲフィルタであっ
   て、所定サンプリング数の時系列データについて予め設
   計されたフィルタ係数に対して後半部分のフィルタ係数
   を用いて演算処理するように構成されていることを特徴
   とするアクティブ制御装置。
3. 【請求項３】 変動波形信号を検出して波形信号を出力
   する波形検出手段(3a)と、 該波形検出手段(3a)からの波形信号に対して所定周波数
   成分の抽出信号を生成して出力するデジタルフィルタ(4
   1)と、 該デジタルフィルタ(41)より出力された抽出信号を受け
   て該抽出信号に対応し た制御信号を出力する信号出力手段(3b)と、該信号出力
   手段(3b)が出力した制御信号と上記変動波形信号との誤
   差を検出して誤差信号を出力する誤差検出手段(3c)と、 該誤差検出手段(3c)から出力された誤差信号と上記波形
   検出手段(3a)からの波形信号とを受けて誤差が小さくな
   るように上記デジタルフィルタ(41)のフィルタ係数を更
   新する適応アルゴリズム実行手段(44)とを備えたアクテ
   ィブ制御装置において、 上記デジタルフィルタ(41)からの抽出信号を受けて、該
   抽出信号に対して予め設定された特定周波数帯域の抽出
   信号のみを信号出力手段(3b)に入力させるＦＩＲフィル
   タで構成されると共に、所定サンプリング数の時系列デ
   ータについて予め設計されたフィルタ係数に対して後半
   部分のフィルタ係数を用いて演算処理するように構成さ
   れている帯域制限フィルタ(47)が設けられていることを
   特徴とするアクティブ制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアクティブ制御装置にお
   いて、デジタルフィルタ(41)からの抽出信号を受けて、
   該抽出信号に対して予め設定された特定周波数帯域の抽
   出信号のみを信号出力手段(3b)に入力させるＦＩＲフィ
   ルタで構成されると共に、所定サンプリング数の時系列
   データについて予め設計されたフィルタ係数に対して後
   半部分のフィルタ係数を用いて演算処理するように構成
   されている帯域制限フィルタ(47)が設けられていること
   を特徴とするアクティブ制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載のアクティブ制御装置にお
   いて、帯域制限フィルタ(45)は、波形信号に対して予め
   設定された特定の低周波数帯域の波形信号のみを上記デ
   ジタルフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行手段(44)
   に入力させるローパスフィルタで構成されていることを
   特徴とするアクティブ制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２記載のアクティブ制御装置にお
   いて、帯域制限フィルタ(45)は、波形信号に対して予め
   設定された特定の高周波数帯域の波形信号のみを上記デ
   ジタルフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行手段(44)
   に入力させるハイパスフィルタで構成されていることを
   特徴とするアクティブ制御装置。
7. 【請求項７】 請求項２記載のアクティブ制御装置にお
   いて、帯域制限フィルタ(45)は、波形信号に対して予め
   設定された特定幅の周波数帯域の波形信号のみを上記デ
   ジタルフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行手段(44)
   に入力させるバンドパスフィルタで構成されていること
   を特徴とするアクティブ制御装置。
8. 【請求項８】 請求項２記載のアクティブ制御装置にお
   いて、帯域制限フィルタ(45)は、波形信号に対して予め
   設定された特定幅の周波数帯域の波形信号を除去して上
   記デジタルフィルタ(41)及び適応アルゴリズム実行手段
   (44)に入力させるノッチフィルタで構成されていること
   を特徴とするアクティブ制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１又は３記載のアクティブ制御装
   置において、帯域制限フィルタ(45, 47)は、アナログフ
   ィルタで構成されていることを特徴とするアクティブ制
   御装置。
10. 【請求項１０】 請求項１又は３記載のアクティブ制御
    装置において、帯域制限フィルタ(45, 47)は、１次のア
    ナログフィルタで構成されていることを特徴とするアク
    ティブ制御装置。