JPH10164689A - ダクトアクティブノイズ除去回路およびノイズ除去信号の修正方法 - Google Patents
ダクトアクティブノイズ除去回路およびノイズ除去信号の修正方法Info
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- JPH10164689A JPH10164689A JP9259485A JP25948597A JPH10164689A JP H10164689 A JPH10164689 A JP H10164689A JP 9259485 A JP9259485 A JP 9259485A JP 25948597 A JP25948597 A JP 25948597A JP H10164689 A JPH10164689 A JP H10164689A
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- H04R3/00—Circuits for transducers
- H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits
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- 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
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- 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
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪を減らしこれによりラウドスピーカにおけ
る関連するグループ遅れを減らす。 【解決手段】 ＡＮＣシステムの除去ラウドスピーカ１
０の一体型スピーカコイル１２−１とコーンの速度は除
去ラウドスピーカによって発生される音響に相当する。
スピーカコイル／コーンの速度を検出するとともに検出
された速度をコントローラからの駆動信号と比較するこ
とによって、応答時間と間隔が短縮される。
る関連するグループ遅れを減らす。 【解決手段】 ＡＮＣシステムの除去ラウドスピーカ１
０の一体型スピーカコイル１２−１とコーンの速度は除
去ラウドスピーカによって発生される音響に相当する。
スピーカコイル／コーンの速度を検出するとともに検出
された速度をコントローラからの駆動信号と比較するこ
とによって、応答時間と間隔が短縮される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、速度フィードバッ
クを用いるスピーカ位相歪制御に係り、特にダクトアク
ティブノイズ除去回路およびノイズ除去信号の修正方法
に関する。
クを用いるスピーカ位相歪制御に係り、特にダクトアク
ティブノイズ除去回路およびノイズ除去信号の修正方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般のアクティブノイズ除去（ＡＮＣ）
ｓｃｈｅｎｕｅにおいては、ノイズ源からのノイズは検
出され、かつ下流に配置されているそれに応答するラウ
ドスピーカはノイズ除去信号を生ずるように動作され
る。ダイナミック圧力センサ、例えばマイクロホンは、
ラウドスピーカの下流に配置されており、ノイズ除去が
行われた後に、合成ノイズを検出するとともに、スピー
カからのノイズ除去信号を修正するためにラウドスピー
カ動作回路にフィードバック信号を供給する。一般のア
クティブノイズ除去装置の欠点は、入力ノイズセンサ、
ノイズ除去器と誤ノイズセンサ間で直列的に必要とされ
る累積する物理的な間隔である。物理的な間隔はノイズ
を検出し、情報を処理し、除去信号を生ずるとともに、
さらに物理的な間隔を必要とする。時間遅れに対応する
各ステップによる除去信号の結果を検出するために必要
な時間を反映する。これらの時間遅れは減少したパッケ
ージサイズに帰因し、ＡＮＣをより商業的に有利にす
る。
ｓｃｈｅｎｕｅにおいては、ノイズ源からのノイズは検
出され、かつ下流に配置されているそれに応答するラウ
ドスピーカはノイズ除去信号を生ずるように動作され
る。ダイナミック圧力センサ、例えばマイクロホンは、
ラウドスピーカの下流に配置されており、ノイズ除去が
行われた後に、合成ノイズを検出するとともに、スピー
カからのノイズ除去信号を修正するためにラウドスピー
カ動作回路にフィードバック信号を供給する。一般のア
クティブノイズ除去装置の欠点は、入力ノイズセンサ、
ノイズ除去器と誤ノイズセンサ間で直列的に必要とされ
る累積する物理的な間隔である。物理的な間隔はノイズ
を検出し、情報を処理し、除去信号を生ずるとともに、
さらに物理的な間隔を必要とする。時間遅れに対応する
各ステップによる除去信号の結果を検出するために必要
な時間を反映する。これらの時間遅れは減少したパッケ
ージサイズに帰因し、ＡＮＣをより商業的に有利にす
る。
【０００３】ＡＮＣシステムにおける傷害がシステムと
性能に対して必要であることは、良く知られている。一
般に傷害は、システムの出力が入力を越えることが出来
ないという事実を言及している。ＡＮＣシステムに対し
て、傷害は、全てのＡＮＣシステム要素に関連するタイ
ムラグ又は時間遅れの和であることを必要とする。
性能に対して必要であることは、良く知られている。一
般に傷害は、システムの出力が入力を越えることが出来
ないという事実を言及している。ＡＮＣシステムに対し
て、傷害は、全てのＡＮＣシステム要素に関連するタイ
ムラグ又は時間遅れの和であることを必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＡＮＣシステムの各要
素、例えば、マイクロホン、アンチ−アリアジングフィ
ルタ、制御器およびラウドスピーカは、関連する周波数
応答を持っている。すなわち、各要素はある限られた量
によって入力信号を歪ませることが出来、この歪は周波
数を独立にできる。このタイプの歪は、要素レベルで、
フィルタリング動作に帰因し、入力信号の大きさと位相
が変化する。入力信号の位相変化に関連する概念はグル
ープ遅れである。この期間は、測定された入力に対する
出力信号伝達関数の位相と周波数の誘導として数学的に
規定されている。概念的に、グループ遅れは、ＡＮＣシ
ステムの各要素に関連する平均遅れの測定である。これ
らの時間遅れは、全ＡＮＣシステムの重要な部分に対し
て一般的に計算するラウドスピーカによる要素と周波数
である。ラウドスピーカに対して、最も大きなグループ
遅れは、コーン／サスペンションシステムの共振周波数
でおよびその近くで生じる。これは、位相応答の傾斜が
最も大きい、ということである。ラウドスピーカ（＞直
径１２インチ）に対して、この遅れは、３ミリ秒を越え
る。
素、例えば、マイクロホン、アンチ−アリアジングフィ
ルタ、制御器およびラウドスピーカは、関連する周波数
応答を持っている。すなわち、各要素はある限られた量
によって入力信号を歪ませることが出来、この歪は周波
数を独立にできる。このタイプの歪は、要素レベルで、
フィルタリング動作に帰因し、入力信号の大きさと位相
が変化する。入力信号の位相変化に関連する概念はグル
ープ遅れである。この期間は、測定された入力に対する
出力信号伝達関数の位相と周波数の誘導として数学的に
規定されている。概念的に、グループ遅れは、ＡＮＣシ
ステムの各要素に関連する平均遅れの測定である。これ
らの時間遅れは、全ＡＮＣシステムの重要な部分に対し
て一般的に計算するラウドスピーカによる要素と周波数
である。ラウドスピーカに対して、最も大きなグループ
遅れは、コーン／サスペンションシステムの共振周波数
でおよびその近くで生じる。これは、位相応答の傾斜が
最も大きい、ということである。ラウドスピーカ（＞直
径１２インチ）に対して、この遅れは、３ミリ秒を越え
る。
【０００５】本発明の目的は、歪を減らしこれによりラ
ウドスピーカにおける関連するグループ遅れを減らすこ
とである。
ウドスピーカにおける関連するグループ遅れを減らすこ
とである。
【０００６】本発明の目的は、もちろん、ダクトＡＮＣ
システムにおける使用のための理想的な電源を供給する
ことである。
システムにおける使用のための理想的な電源を供給する
ことである。
【０００７】本発明の他の目的は、バス−リフレックス
−タイプのラウドスピーカにおける位相又は時間遅れ歪
を減らすことである。
−タイプのラウドスピーカにおける位相又は時間遅れ歪
を減らすことである。
【０００８】本発明のさらに他の目的は、ＡＮＣシステ
ムにおけるラウドスピーカに関連するグループ遅れを減
らすことである。
ムにおけるラウドスピーカに関連するグループ遅れを減
らすことである。
【０００９】これらの目的および他の目的は、以下の説
明から明らかなように、本発明によって達成される。
明から明らかなように、本発明によって達成される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダクトアクティブノイズ除去回路は、ラウ
ドスピーカに駆動信号を供給するためのコイル（１２−
２）を有するノイズ除去ラウドスピーカ（１０）と、前
記コイルに駆動信号を供給し前記ラウドスピーカにノイ
ズ除去信号を発生させるための手段（１６）を有するダ
クトアクティブノイズ除去回路（１２）であって、前記
コイルに直列にして駆動信号を供給するための前記手段
と前記コイルとの中間に位置する抵抗（１４）と、前記
抵抗を介して配置され該抵抗とこの抵抗における電流に
よる電圧降下を決めるとともに、前記決められた電流に
比例する電圧出力を発生するための手段（３０）と、前
記出力電圧を受け前記コイルの速度を示す信号を発生す
る回路（４０，１４０）、および前記コイルの速度を示
す前記信号に応答して駆動信号を供給するための前記手
段を調節するための手段（６０，７０，１８）によって
構成されている。
に、本発明のダクトアクティブノイズ除去回路は、ラウ
ドスピーカに駆動信号を供給するためのコイル（１２−
２）を有するノイズ除去ラウドスピーカ（１０）と、前
記コイルに駆動信号を供給し前記ラウドスピーカにノイ
ズ除去信号を発生させるための手段（１６）を有するダ
クトアクティブノイズ除去回路（１２）であって、前記
コイルに直列にして駆動信号を供給するための前記手段
と前記コイルとの中間に位置する抵抗（１４）と、前記
抵抗を介して配置され該抵抗とこの抵抗における電流に
よる電圧降下を決めるとともに、前記決められた電流に
比例する電圧出力を発生するための手段（３０）と、前
記出力電圧を受け前記コイルの速度を示す信号を発生す
る回路（４０，１４０）、および前記コイルの速度を示
す前記信号に応答して駆動信号を供給するための前記手
段を調節するための手段（６０，７０，１８）によって
構成されている。
【００１１】エラーマイクロホンに使用されるノイズに
応答するノイズ除去ラウドスピーカを駆動するための信
号を修正するよりも、本発明は、発生する音響を直接示
すラウドスピーカコーン速度に比例する信号は、駆動信
号を修正し遅れのない修正を行うための制御出力へのフ
ィードバックとして使用される。
応答するノイズ除去ラウドスピーカを駆動するための信
号を修正するよりも、本発明は、発生する音響を直接示
すラウドスピーカコーン速度に比例する信号は、駆動信
号を修正し遅れのない修正を行うための制御出力へのフ
ィードバックとして使用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１において、符号１０は、米国
特許第４，６７７，６７６号および第４，６７７，６７
７号で開示されているようなＡＮＣシステムのノイズ除
去ラウドスピーカである。本発明はラウドスピーカのコ
ーン速度フィードバックを付加している。公知のよう
に、ラウドスピーカ１０は回路１２を介して駆動され、
回路１２は、ラウドスピーカの一部を含むとともに、電
流がコイルに供給されるとマグネットの極間の円環状の
エアギャップにおいて動く。コイルに電流を供給する
と、コイルはマグネットに関して動き、一体のコーンが
動きノイズ除去を示す音を生じる。動きがブロックされ
ているラウドスピーカのコーンによって、コイルの抵抗
とインダクタンスが決まる。ブロックされたコイル抵抗
は、ＲEの抵抗値を有する抵抗値１２−１によって回路
１２に示されている。同様にして、ブロックされたコイ
ルインダクタンスはＬEのインダクタンス値を有するコ
イル１２−２によって回路１２−２に示されている。
特許第４，６７７，６７６号および第４，６７７，６７
７号で開示されているようなＡＮＣシステムのノイズ除
去ラウドスピーカである。本発明はラウドスピーカのコ
ーン速度フィードバックを付加している。公知のよう
に、ラウドスピーカ１０は回路１２を介して駆動され、
回路１２は、ラウドスピーカの一部を含むとともに、電
流がコイルに供給されるとマグネットの極間の円環状の
エアギャップにおいて動く。コイルに電流を供給する
と、コイルはマグネットに関して動き、一体のコーンが
動きノイズ除去を示す音を生じる。動きがブロックされ
ているラウドスピーカのコーンによって、コイルの抵抗
とインダクタンスが決まる。ブロックされたコイル抵抗
は、ＲEの抵抗値を有する抵抗値１２−１によって回路
１２に示されている。同様にして、ブロックされたコイ
ルインダクタンスはＬEのインダクタンス値を有するコ
イル１２−２によって回路１２−２に示されている。
【００１３】回路１２はブロックされたコイル抵抗値Ｒ
Eを持っており、抵抗値ＲEはパワー抵抗１４の抵抗値よ
りも非常に大きく、回路１２は抵抗１４を介してオーデ
ィオパワー増幅器１０に接続されている。増幅器１６は
均一ゲインを持っている。ライン２０を介して供給され
る小さな信号入力は、増幅されていなく、スピーカ１０
に対する無修正の駆動信号を示し、加算器１８に第１の
入力として供給されその出力は増幅器１６に供給され
る。比例する１ボルト／アンペア回路３０はパワー抵抗
１４の両端の電圧を示す２つの電圧入力を受ける。電圧
差は電流に比例する。オームの法則による既知のパワー
抵抗１４の抵抗値Ｒによって、抵抗１４の電流が決ま
り、その電流は回路１２の電流と同じ値である。比例１
ボルト／アンペア回路３０は抵抗を介して測定された信
号を電流に等しい電圧に変換し、かつ抵抗１４を通る電
流値ｉに対応する出力を持っている。この出力はフィー
ドバック回路４０におけるゲイン４２とゲイン４４に供
給される。フィードバック回路４０は、以下に述べるよ
うに、値が高周波数で無限になるという意味で理論的で
ある。ゲイン４２は、加算器５０への第１の入力が供給
されるｉ・ＲEを示す出力を持っている。ゲイン４４
は、ブロックされたコイルインダクタンスＬEを示し、
微分器４６に供給されるｉ・ＬEを示す出力を持ってい
る。微分器４６はゲイン４４からの出力を積分し、加算
器５０への第２の入力として供給される出力ｉ・ｊ・ω
・ＬEを供給する。出力ｉ・ｊ・ω・ＬEにおいて、ｊは
（−１）１／２であり、ωは角周波数である。高い周波
数に対して、ωは効率的に無限になり、装置は動作しな
い。
Eを持っており、抵抗値ＲEはパワー抵抗１４の抵抗値よ
りも非常に大きく、回路１２は抵抗１４を介してオーデ
ィオパワー増幅器１０に接続されている。増幅器１６は
均一ゲインを持っている。ライン２０を介して供給され
る小さな信号入力は、増幅されていなく、スピーカ１０
に対する無修正の駆動信号を示し、加算器１８に第１の
入力として供給されその出力は増幅器１６に供給され
る。比例する１ボルト／アンペア回路３０はパワー抵抗
１４の両端の電圧を示す２つの電圧入力を受ける。電圧
差は電流に比例する。オームの法則による既知のパワー
抵抗１４の抵抗値Ｒによって、抵抗１４の電流が決ま
り、その電流は回路１２の電流と同じ値である。比例１
ボルト／アンペア回路３０は抵抗を介して測定された信
号を電流に等しい電圧に変換し、かつ抵抗１４を通る電
流値ｉに対応する出力を持っている。この出力はフィー
ドバック回路４０におけるゲイン４２とゲイン４４に供
給される。フィードバック回路４０は、以下に述べるよ
うに、値が高周波数で無限になるという意味で理論的で
ある。ゲイン４２は、加算器５０への第１の入力が供給
されるｉ・ＲEを示す出力を持っている。ゲイン４４
は、ブロックされたコイルインダクタンスＬEを示し、
微分器４６に供給されるｉ・ＬEを示す出力を持ってい
る。微分器４６はゲイン４４からの出力を積分し、加算
器５０への第２の入力として供給される出力ｉ・ｊ・ω
・ＬEを供給する。出力ｉ・ｊ・ω・ＬEにおいて、ｊは
（−１）１／２であり、ωは角周波数である。高い周波
数に対して、ωは効率的に無限になり、装置は動作しな
い。
【００１４】加算器５０は入力を和算しｉ・ＺＥに等し
いｉ（ＲE＋ｊ・ω・ＬE）の出力を持っている。ここ
で、ＺEはＲE＋ｊ・ω・ＬEに等しくかつブロックされ
たコイルインピーダンスを示す。加算器５０の出力は加
算器６０に供給され、その出力は、加算器６０への第２
の入力としてライン２０と２０−１を介して供給される
小さな信号入力電圧から引算される。加算器６０の出力
はラウドスピーカの速度であり、Ｕｃｏｎｅである。加
算器６０の出力は、一般に５０と１００の間の値を有す
るゲイン７０に供給される。ゲイン７０の出力は加算器
に第２の入力として供給され、ライン２０を介して供給
される小さな信号入力電圧にコーン速度フィードバック
修正を供給する。
いｉ（ＲE＋ｊ・ω・ＬE）の出力を持っている。ここ
で、ＺEはＲE＋ｊ・ω・ＬEに等しくかつブロックされ
たコイルインピーダンスを示す。加算器５０の出力は加
算器６０に供給され、その出力は、加算器６０への第２
の入力としてライン２０と２０−１を介して供給される
小さな信号入力電圧から引算される。加算器６０の出力
はラウドスピーカの速度であり、Ｕｃｏｎｅである。加
算器６０の出力は、一般に５０と１００の間の値を有す
るゲイン７０に供給される。ゲイン７０の出力は加算器
に第２の入力として供給され、ライン２０を介して供給
される小さな信号入力電圧にコーン速度フィードバック
修正を供給する。
【００１５】前述のように、フィードバック回路４０
は、高い周波数で回路を不効率的にしているので、理論
的に識別された。回路４０は、ゲイン４４と微分器４６
をフィルタ１４４と置き換える図２の補償器ネットワー
ク１４０と置き換えることが出来る。フィルタ１４４は
ｉ（Ｓ・ＬE／（１＋Ｓ・ＬE／Ｋ））の出力を持ってお
り、ここで、Ｓ＝ｊ・ωとＫは約２０のゲインファクタ
ーである。フィルタ１４４の出力と微分器４６の出力を
比較すると、フィルタ１４４はデノミネータに１＋（Ｓ
・ＬE／Ｋ）の値を加える。結果として、Ｓが無限にな
るので、Ｓ・ＬE／（１＋Ｓ・ＬE／Ｋ）はＫになる。
は、高い周波数で回路を不効率的にしているので、理論
的に識別された。回路４０は、ゲイン４４と微分器４６
をフィルタ１４４と置き換える図２の補償器ネットワー
ク１４０と置き換えることが出来る。フィルタ１４４は
ｉ（Ｓ・ＬE／（１＋Ｓ・ＬE／Ｋ））の出力を持ってお
り、ここで、Ｓ＝ｊ・ωとＫは約２０のゲインファクタ
ーである。フィルタ１４４の出力と微分器４６の出力を
比較すると、フィルタ１４４はデノミネータに１＋（Ｓ
・ＬE／Ｋ）の値を加える。結果として、Ｓが無限にな
るので、Ｓ・ＬE／（１＋Ｓ・ＬE／Ｋ）はＫになる。
【００１６】動作において、オーディオパワー増幅器１
６を始動させると、駆動電流は回路１２によって示され
るスピーカ１０のコイルに供給され、ラウドスピーカを
駆動しこれにより除去ノイズ信号を発生する。駆動電流
は、除去されるべきノイズによって変化し、コーンは、
発生すべきノイズによる速度変化によって動く。従っ
て、増幅器１６によって供給される電流が変わる。電圧
信号は得られそれはラウドスピーカを駆動している電流
の直接の測定である。これはパワー抵抗を介して比例１
ボルト／アンペアを接続することによって達成される。
パワー抵抗１４がラウドスピーカのコイルと直列であ
り、パワー抵抗１４における電流がラウドスピーカ１０
のコイルに供給される電流と同じである、ことは注目す
べきである。回路３０からの信号は、ブロックされたラ
ウドスピーカの音声コイルの結合された抵抗値とインダ
クタンス値を介しての電圧降下を示す補償ネットワーク
１４０に、供給される。
６を始動させると、駆動電流は回路１２によって示され
るスピーカ１０のコイルに供給され、ラウドスピーカを
駆動しこれにより除去ノイズ信号を発生する。駆動電流
は、除去されるべきノイズによって変化し、コーンは、
発生すべきノイズによる速度変化によって動く。従っ
て、増幅器１６によって供給される電流が変わる。電圧
信号は得られそれはラウドスピーカを駆動している電流
の直接の測定である。これはパワー抵抗を介して比例１
ボルト／アンペアを接続することによって達成される。
パワー抵抗１４がラウドスピーカのコイルと直列であ
り、パワー抵抗１４における電流がラウドスピーカ１０
のコイルに供給される電流と同じである、ことは注目す
べきである。回路３０からの信号は、ブロックされたラ
ウドスピーカの音声コイルの結合された抵抗値とインダ
クタンス値を介しての電圧降下を示す補償ネットワーク
１４０に、供給される。
【００１７】加算器６０によって決まる信号、ライン２
０−１によって供給される小さな信号電圧入力とブロッ
クされたコイル抵抗値の電圧降下の間の差と回路４０又
は１４０によって決まる回路１２のインダクタンスはラ
ウドスピーカの音声コイル速度の間接測定を行い、ラウ
ドスピーカのコイルに供給される電圧信号を修正する。
ブロックされたコイル抵抗値とインダクタンスの電圧降
下の理論的なモデルは次の式（１）によって与えられ
る。
０−１によって供給される小さな信号電圧入力とブロッ
クされたコイル抵抗値の電圧降下の間の差と回路４０又
は１４０によって決まる回路１２のインダクタンスはラ
ウドスピーカの音声コイル速度の間接測定を行い、ラウ
ドスピーカのコイルに供給される電圧信号を修正する。
ブロックされたコイル抵抗値とインダクタンスの電圧降
下の理論的なモデルは次の式（１）によって与えられ
る。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここで、ｔは時間の単位を示す。
【００２０】式（１）のＳ−ドメインとフーリエ表現
は、
は、
【００２１】
【数２】
【００２２】又は、
【００２３】
【数３】
【００２４】である。
【００２５】実際に、高周波ノイズを減らすために、式
（１）は微分器の高周波数ゲイン、すなわち式（２）又
は（３）のかっこ内の第２項をレベリングオフすること
によってインプリメントされなければならない。最小の
位相誤差に対して、これは関連する最大周波数の少なく
とも１０倍の周波数で行わなければならない。まず、補
償回路は次のボード構造を有する必要な周波数と位相特
性を達成する。
（１）は微分器の高周波数ゲイン、すなわち式（２）又
は（３）のかっこ内の第２項をレベリングオフすること
によってインプリメントされなければならない。最小の
位相誤差に対して、これは関連する最大周波数の少なく
とも１０倍の周波数で行わなければならない。まず、補
償回路は次のボード構造を有する必要な周波数と位相特
性を達成する。
【００２６】
【数４】
【００２７】上記式において、ゲインＫは、充分な正確
性を期するために、約２０であるべきである。
性を期するために、約２０であるべきである。
【００２８】サーボ機構の特性を実行する前に、ダクト
における１次元波の広がりが与えられる。このことは、
サーボ機構がラウドスピーカに関連するグループ遅れを
減らすのみでなく他の特徴を持っていることを示す。
における１次元波の広がりが与えられる。このことは、
サーボ機構がラウドスピーカに関連するグループ遅れを
減らすのみでなく他の特徴を持っていることを示す。
【００２９】ダクトにおける波の広がりに対して、ダク
トは、音響的エネルギーが平坦な音響波（ダクトの断面
における同じ音響圧力）として広がる。一端に音源を備
える半無限のダクトに対して、波は音源から離れる方向
にのみ広がる。しかしながら、下流ダクト不連続があれ
ば、例えば、音響エネルギーの枝又は終端、反対のイン
タラクション、伝達および発散が生じる。すなわち、波
に関連する音響エネルギーの不連続点で、あるものは下
流へ伝達しそして残りは不連続点で熱又は摩擦損として
発散される。それ故に、有限なダクトにおける音響領域
又は音響圧力は前方向（添え字ｆ）と逆方向（添え字
ｒ）の両方向に移動する２つの平面音響波として述べら
れている。数学的に、ダクトのいかなる点でも次の各式
は平面波、音響圧力および速度を示す（Ｘは軸方向ダク
ト座標である）。
トは、音響的エネルギーが平坦な音響波（ダクトの断面
における同じ音響圧力）として広がる。一端に音源を備
える半無限のダクトに対して、波は音源から離れる方向
にのみ広がる。しかしながら、下流ダクト不連続があれ
ば、例えば、音響エネルギーの枝又は終端、反対のイン
タラクション、伝達および発散が生じる。すなわち、波
に関連する音響エネルギーの不連続点で、あるものは下
流へ伝達しそして残りは不連続点で熱又は摩擦損として
発散される。それ故に、有限なダクトにおける音響領域
又は音響圧力は前方向（添え字ｆ）と逆方向（添え字
ｒ）の両方向に移動する２つの平面音響波として述べら
れている。数学的に、ダクトのいかなる点でも次の各式
は平面波、音響圧力および速度を示す（Ｘは軸方向ダク
ト座標である）。
【００３０】
【数５】
【００３１】
【数６】
【００３２】
【数７】
【００３３】
【数８】
【００３４】上記各式において、Ｐは全音響圧力であ
り、ｕは全音響速度であり、Ｋは音響波数であり、ωは
放射周波数であり、ｔは時間単位であり、ρは流体密度
であり、かつＣはダクトにおける流体音響速度である。
り、ｕは全音響速度であり、Ｋは音響波数であり、ωは
放射周波数であり、ｔは時間単位であり、ρは流体密度
であり、かつＣはダクトにおける流体音響速度である。
【００３５】無限のバフルに取り付けられているラウド
スピーカと自由に（境界なくして）音響源から移動する
波に対して、音響圧力Ｐ、大きな間隔ｒ、ラウドスピー
カに対する半径ａは次のように表すことが出来る。
スピーカと自由に（境界なくして）音響源から移動する
波に対して、音響圧力Ｐ、大きな間隔ｒ、ラウドスピー
カに対する半径ａは次のように表すことが出来る。
【００３６】
【数９】
【００３７】このことから、１次元ダクトにおいて移動
する波を自由空間を移動する波との間の基本的かつ重要
な差を見ることができる。すなわち、ダクトにおいて前
方向波Ｐfと逆方向波Ｐrは音速ｕに正比例する。しかし
ながら、自由空間においては、音響圧力Ｐは音源導出速
度ｕSPKに比例し、すなわちラウドスピーカダイヤフラ
イ（すなわちｕSPK＝ｊ・ω・ｕSPK）の加速度に比例す
る。それ故に、ダクトにおけるＡＮＣに対して、理想化
されたラウドスピーカはほぼ均一な出力−速度に対する
入力−電圧移送関数（これは基本的に速度−サーボラウ
ドスピーカが提供するもの）を持つ一つのものである。
自由空間ＡＮＣシステムに対して、理想化されたラウド
スピーカはほぼ均一の出力−圧力に対する電圧移送関数
の一つである（このことはラウドスピーカは自由空間で
動作するラウドスピーカの一つであり、しかしながら、
加速度フィードバックを使用するラウドスピーカは低周
波数特性を向上させる）。
する波を自由空間を移動する波との間の基本的かつ重要
な差を見ることができる。すなわち、ダクトにおいて前
方向波Ｐfと逆方向波Ｐrは音速ｕに正比例する。しかし
ながら、自由空間においては、音響圧力Ｐは音源導出速
度ｕSPKに比例し、すなわちラウドスピーカダイヤフラ
イ（すなわちｕSPK＝ｊ・ω・ｕSPK）の加速度に比例す
る。それ故に、ダクトにおけるＡＮＣに対して、理想化
されたラウドスピーカはほぼ均一な出力−速度に対する
入力−電圧移送関数（これは基本的に速度−サーボラウ
ドスピーカが提供するもの）を持つ一つのものである。
自由空間ＡＮＣシステムに対して、理想化されたラウド
スピーカはほぼ均一の出力−圧力に対する電圧移送関数
の一つである（このことはラウドスピーカは自由空間で
動作するラウドスピーカの一つであり、しかしながら、
加速度フィードバックを使用するラウドスピーカは低周
波数特性を向上させる）。
【００３８】次のことは、ほぼ５０のフィードバックゲ
インで動作する閉ループ速度サーボを使用するラウドス
ピーカ性能向上についての検討である。
インで動作する閉ループ速度サーボを使用するラウドス
ピーカ性能向上についての検討である。
【００３９】図３から図４は、入力電圧、４５ヘルツ、
方形波を、オープンループ（サーボでない）と閉ループ
制御の間の出力コーン速度と、それぞれ、比較する。図
３は標準のラウドスピーカ（オープンループ）のコーン
速度が入力方形波に追従できなことを示す。最大入力電
圧と最大コーン速度との間の大きな時間遅れに注意すべ
きである。さらに、コーン速度は、最大又は最小の後は
一定レベルを維持することが出来ず、むしろ急速にゼロ
の方向に減衰する。逆に、図４においては、閉ループの
ものに、ラウドスピーカのコーン速度は、入力方形波を
たどる。入力電圧と出力コーン速度間の時間遅れにおけ
る大きな減少が起こされる。加えて、正および負の入力
サイクルの間の相対速度の小さな減少がある。
方形波を、オープンループ（サーボでない）と閉ループ
制御の間の出力コーン速度と、それぞれ、比較する。図
３は標準のラウドスピーカ（オープンループ）のコーン
速度が入力方形波に追従できなことを示す。最大入力電
圧と最大コーン速度との間の大きな時間遅れに注意すべ
きである。さらに、コーン速度は、最大又は最小の後は
一定レベルを維持することが出来ず、むしろ急速にゼロ
の方向に減衰する。逆に、図４においては、閉ループの
ものに、ラウドスピーカのコーン速度は、入力方形波を
たどる。入力電圧と出力コーン速度間の時間遅れにおけ
る大きな減少が起こされる。加えて、正および負の入力
サイクルの間の相対速度の小さな減少がある。
【００４０】図５と図６は、それぞれ、広帯域ノイズが
入力に印加される時の、オープンループ（サーボなし）
コーン速度の振幅と位相応答を示す。広帯域ノイズは、
所望の周波数範囲にわたる周波数に対する大きさが一定
である電源を、説明するために使用される期間である。
図５において、大きさの応答が約７５ヘルツのピークを
持っていることがわかる。このことはコーンサスペンシ
ョンシステムの共振周波数に対応する。図６において、
位相応答の傾斜がこの周波数以下で最大であることに注
目すべきである。
入力に印加される時の、オープンループ（サーボなし）
コーン速度の振幅と位相応答を示す。広帯域ノイズは、
所望の周波数範囲にわたる周波数に対する大きさが一定
である電源を、説明するために使用される期間である。
図５において、大きさの応答が約７５ヘルツのピークを
持っていることがわかる。このことはコーンサスペンシ
ョンシステムの共振周波数に対応する。図６において、
位相応答の傾斜がこの周波数以下で最大であることに注
目すべきである。
【００４１】図７と図８は、それぞれ、広帯域ノイズが
入力に印加される時の閉ループ（サーボ）コーン速度と
位相応答を示す。図７において、速度応答の大きさは、
サーボ動作によって、示された範囲の多くにわたって、
平坦化する。さらに、図８における位相応答の傾斜は、
図６に示されているようなオープンループ制御のものよ
りもそれ程厳しいものではない。
入力に印加される時の閉ループ（サーボ）コーン速度と
位相応答を示す。図７において、速度応答の大きさは、
サーボ動作によって、示された範囲の多くにわたって、
平坦化する。さらに、図８における位相応答の傾斜は、
図６に示されているようなオープンループ制御のものよ
りもそれ程厳しいものではない。
【００４２】前述のように、平均のシステムグループ遅
れの測定は、周波数に対する位相応答曲線の導出から得
られる。図９はオープンループ制御ラウドスピーカのグ
ループ遅れを示す。図１０は閉ループラウドスピーカの
グループ遅れを示す。図示のように、双方のラウドスピ
ーカに対するグループ遅れは周波数に対して逆の関係で
ある。すなわち、周波数が減少すると、グループ遅れが
増加する。オープンループ制御に比べて、閉ループグル
ープ遅れは、平均して、示された周波数範囲のほとんど
にわたって、８〜１０のファクターによって減少してい
る。
れの測定は、周波数に対する位相応答曲線の導出から得
られる。図９はオープンループ制御ラウドスピーカのグ
ループ遅れを示す。図１０は閉ループラウドスピーカの
グループ遅れを示す。図示のように、双方のラウドスピ
ーカに対するグループ遅れは周波数に対して逆の関係で
ある。すなわち、周波数が減少すると、グループ遅れが
増加する。オープンループ制御に比べて、閉ループグル
ープ遅れは、平均して、示された周波数範囲のほとんど
にわたって、８〜１０のファクターによって減少してい
る。
【００４３】
【発明の効果】この解析から、ダクトＡＮＣ適用に対す
るサーボ制御ラウドスピーカを使用することの利点は、
（１）減少したグループ遅れおよび（２）理想的な電源
を提供することである。グループ遅れが約１０の要素に
よって減少されているとともに、振幅が均一に近付くこ
とである。
るサーボ制御ラウドスピーカを使用することの利点は、
（１）減少したグループ遅れおよび（２）理想的な電源
を提供することである。グループ遅れが約１０の要素に
よって減少されているとともに、振幅が均一に近付くこ
とである。
【００４４】基本的に、ＡＮＣシステムの一体スピーカ
コイルと除去ラウドスピーカのコーンの速度は除去スピ
ーカによって生じた音響に対応する。スピーカコイル／
コーンの速度を検出し、かつ検出された速度を制御器か
らの駆動信号と比較することによって、応答時間と間隔
が短縮される。
コイルと除去ラウドスピーカのコーンの速度は除去スピ
ーカによって生じた音響に対応する。スピーカコイル／
コーンの速度を検出し、かつ検出された速度を制御器か
らの駆動信号と比較することによって、応答時間と間隔
が短縮される。
【図１】ＡＮＣシステムのノイズ除去ラウドスピーカの
駆動およびフィードバック回路の概略回路図。
駆動およびフィードバック回路の概略回路図。
【図２】図１の実際のフィードバックの変形例を示す回
路図。
路図。
【図３】速度フィードバックによらない４５Ｈｚ方形波
に対する時間対ラウドスピーカ速度の比較を示すグラ
フ。
に対する時間対ラウドスピーカ速度の比較を示すグラ
フ。
【図４】速度フィードバックによる４５Ｈｚ方形波に対
する時間対ラウドスピーカ速度の比較を示すグラフ。
する時間対ラウドスピーカ速度の比較を示すグラフ。
【図５】広帯域ノイズ入力を有するラウドスピーカのオ
ープンループ大きさ応答を示すグラフ。
ープンループ大きさ応答を示すグラフ。
【図６】広帯域ノイズ入力を有するラウドスピーカのオ
ープンループ位相応答を示すグラフ。
ープンループ位相応答を示すグラフ。
【図７】広帯域ノイズ入力を有するラウドスピーカの閉
ループ大きさ応答を示すグラフ。
ループ大きさ応答を示すグラフ。
【図８】広帯域ノイズ入力を有するラウドスピーカの閉
ループ位相応答を示すグラフ。
ループ位相応答を示すグラフ。
【図９】オープンループ又はサーボでないラウドスピー
カにおける周波数に対するグループ遅れを示すグラフ。
カにおける周波数に対するグループ遅れを示すグラフ。
【図１０】閉ループ又はサーボによるラウドスピーカに
おける周波数に対するグループ遅れを示すグラフ。
おける周波数に対するグループ遅れを示すグラフ。
１０…ノイズ除去ラウドスピーカ １２…ダクトアクティブ除去回路 １２−１…抵抗 １２−２…コイル １４…抵抗 １６…オーディオパワー増幅器 １８，５０，６０…加算器 ３０…ボルト／アンペア回路 ４０，１４０…フィードバック回路 ４２，４４…ゲイン ４６…微分器 ７０…ゲイン
Claims (4)
- 【請求項１】 ラウドスピーカに駆動信号を供給するた
めのコイル（１２−２）を有するノイズ除去ラウドスピ
ーカ（１０）と、前記コイルに駆動信号を供給し前記ラ
ウドスピーカにノイズ除去信号を発生させるための手段
（１６）を有するダクトアクティブノイズ除去回路（１
２）であって、 前記コイルに直列にして駆動信号を供給するための前記
手段と前記コイルとの中間に位置する抵抗（１４）と、 前記抵抗を介して配置され該抵抗とこの抵抗における電
流による電圧降下を決めるとともに、前記決められた電
流に比例する電圧出力を発生するための手段（３０）
と、 前記出力電圧を受け前記コイルの速度を示す信号を発生
する回路（４０，１４０）、および前記コイルの速度を
示す前記信号に応答して駆動信号を供給するための前記
手段を調節するための手段（６０，７０，１８）によっ
て構成されている、ことを特徴とするダクトアクティブ
ノイズ除去回路。 - 【請求項２】 前記電圧出力を受ける前記回路が、周波
数応答フィルタと並列であるゲイン（４２）を含むこと
を特徴とする、請求項１に記載のダクトアクティブノイ
ズ除去回路。 - 【請求項３】 さらに、前記ゲインと前記周波数応答フ
ィルタからの電圧を受けるとともに電圧を発生するため
の第１の加算器（５０）、および負の入力として前記第
１の加算器からの第１の入力と、駆動信号を供給するた
めの前記手段に供給される入力を示す第２の入力として
受ける第２の加算器（１８）、によって構成されている
ことを特徴とする、請求項２に記載のダクトアクティブ
ノイズ除去回路。 - 【請求項４】 ノイズ除去ラウドスピーカ（１０）と、
該ラウドスピーカに駆動信号を供給するための手段とを
有し、前記ラウドスピーカを動かしノイズ除去信号を発
生するためのダクトアクティブ除去回路において、 前記ラウドスピーカの動きを検出し、該ラウドスピーカ
の動きを示す信号を発生するステップと、 前記ラウドスピーカの動きを示す前記信号を受け前記ラ
ウドスピーカの前記動きの速度を示す信号を発生するス
テップ、および前記ラウドスピーカの前記動きの速度を
示す前記信号に応答する駆動信号を供給するための前記
手段を調節するステップ、 によって構成されていることを特徴とする、ノイズ除去
信号の修正方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/723160 | 1996-09-25 | ||
| US08/723,160 US5771300A (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Loudspeaker phase distortion control using velocity feedback |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164689A true JPH10164689A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=24905110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9259485A Pending JPH10164689A (ja) | 1996-09-25 | 1997-09-25 | ダクトアクティブノイズ除去回路およびノイズ除去信号の修正方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5771300A (ja) |
| EP (1) | EP0838973B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10164689A (ja) |
| CN (1) | CN1132498C (ja) |
| AU (1) | AU716029B2 (ja) |
| BR (1) | BR9704861A (ja) |
| ES (1) | ES2166521T3 (ja) |
| ID (1) | ID18318A (ja) |
| MY (1) | MY117380A (ja) |
| SG (1) | SG60115A1 (ja) |
| TW (1) | TW331694B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8155353B2 (en) | 2004-08-04 | 2012-04-10 | Sony Corporation | Device and method for driving speaker |
| KR20160124825A (ko) * | 2014-02-26 | 2016-10-28 | 드비알레 | 라우드스피커 제어 디바이스 |
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|---|---|---|---|---|
| US6739425B1 (en) * | 2000-07-18 | 2004-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Evacuated enclosure mounted acoustic actuator and passive attenuator |
| CA2408045A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-16 | Audio Products International Corp. | Loudspeaker with large displacement motional feedback |
| JP2008518498A (ja) * | 2004-10-21 | 2008-05-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ラウドスピーカ・フィードバック |
| US9496850B2 (en) * | 2006-08-04 | 2016-11-15 | Creative Technology Ltd | Alias-free subband processing |
| ES2385393B1 (es) * | 2010-11-02 | 2013-07-12 | Universitat Politècnica De Catalunya | Equipo de diagnóstico de altavoces y procedimiento de utilización de éste mediante el uso de transformada wavelet. |
| US9838788B1 (en) | 2016-12-05 | 2017-12-05 | Tymphany Hk Limited | Assembly for preventing phase error |
| CN110402585B (zh) * | 2017-03-10 | 2021-12-24 | 三星电子株式会社 | 室内低频声功率优化方法和装置 |
| GB201712391D0 (en) | 2017-08-01 | 2017-09-13 | Turner Michael James | Controller for an electromechanical transducer |
| CN112152518A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 胡永慧 | 用于降低电磁振动换能机电机构自由振动的驱动电路 |
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| US11425476B2 (en) * | 2019-12-30 | 2022-08-23 | Harman Becker Automotive Systems Gmbh | System and method for adaptive control of online extraction of loudspeaker parameters |
| US11664007B1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-05-30 | Harman International Industries, Incorporated | Fast adapting high frequency remote microphone noise cancellation |
| US12449441B2 (en) * | 2023-05-08 | 2025-10-21 | Hans K Liu | Velocity detection for motion conductor in magnetic field |
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| DE3237262C1 (de) * | 1982-10-08 | 1983-10-27 | Michael 4000 Düsseldorf Bolz | Lautsprecher mit Membrangegenkopplung |
| DE3426231C2 (de) * | 1984-07-17 | 1986-11-06 | T+A elektroakustik GmbH, 4900 Herford | Vorrichtung zur Gegenkopplung eines Lautsprechers |
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| DE3836745A1 (de) * | 1988-10-28 | 1990-05-03 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren und vorrichtung zur linearisierung des frequenzganges eines lautsprechersystems |
| EP0548836B1 (en) * | 1991-12-20 | 1997-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A bass reproduction speaker apparatus |
-
1996
- 1996-09-25 US US08/723,160 patent/US5771300A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-08 TW TW086111385A patent/TW331694B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-09-12 SG SG1997003378A patent/SG60115A1/en unknown
- 1997-09-19 ES ES97630063T patent/ES2166521T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-19 ID IDP973250A patent/ID18318A/id unknown
- 1997-09-19 EP EP97630063A patent/EP0838973B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-23 AU AU39195/97A patent/AU716029B2/en not_active Ceased
- 1997-09-24 BR BR9704861A patent/BR9704861A/pt not_active Application Discontinuation
- 1997-09-25 CN CN97119255A patent/CN1132498C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-25 JP JP9259485A patent/JPH10164689A/ja active Pending
- 1997-09-25 MY MYPI97004467A patent/MY117380A/en unknown
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|---|---|
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| EP0838973A1 (en) | 1998-04-29 |
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| AU716029B2 (en) | 2000-02-17 |
| SG60115A1 (en) | 1999-02-22 |
| MX9707301A (es) | 1998-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001017 |