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JPH0767198B2 - 音響機器の騒音補償装置 - Google Patents

音響機器の騒音補償装置

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Publication number
JPH0767198B2
JPH0767198B2 JP62149271A JP14927187A JPH0767198B2 JP H0767198 B2 JPH0767198 B2 JP H0767198B2 JP 62149271 A JP62149271 A JP 62149271A JP 14927187 A JP14927187 A JP 14927187A JP H0767198 B2 JPH0767198 B2 JP H0767198B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
circuit
signal
low
frequency
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP62149271A
Other languages
English (en)
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JPS63314099A (ja
Inventor
俊孝 大和
英史 扶瀬
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Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP62149271A priority Critical patent/JPH0767198B2/ja
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Publication of JPH0767198B2 publication Critical patent/JPH0767198B2/ja
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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音響源からの音が騒音によりかき消されること
を補償する音響機器の騒音補償装置に関するものであ
り、さらに詳しく述べると騒音を補償し、騒音補償によ
ってもスピーカの破損を回避させ得る音響機器の騒音補
償装置に関する。
本発明の騒音補償装置は、車両に搭載される音響機器の
騒音補償等に用いられる。
〔従来の技術、および、発明が解決しようとする問題点〕
例えば自動車に搭載された音響機器からの音が、エンジ
ン音、空調機の動作音等により、主として100Hz以下の
低周波音がかき消される、いわゆるマスキングが生じ
る。このため、騒音によりマスキングされる音を補償す
べく種々の手段が講じられている。
従来の騒音補償手段の1つは、騒音に対抗すべく可聴周
波数の全帯域にわたって音量レベルを上昇させたものが
ある。しかしながら、この手段は、聴取者に違和感、不
和感を生じさせると共に、音声信号を増幅するため高出
力のパワーアンプを必要とし、低周波音域においても大
出力が可能な大口径スピーカを必要とする、という問題
がある。一方、自動車の車内は空間的に制約があるから
大口径のスピーカを設置することができず、従来のスピ
ーカに低周波音域の過大信号が印加されると、スピーカ
が破損する可能性がある。
上述の問題を解決すべく、雑音によりマスキングされる
低周波音域を2倍の周波数にし、かゝる2倍の周波数の
信号を増幅して原再生音信号と合成させる手段が提案さ
れている(例えば、本願出願人により出願された「音響
機器の騒音補償装置(特願昭61−13294号(特開昭62−1
71300号))」を参照されたい)。この手段は、聴感
上、基本周波数が聞えなくてもその2倍の周波数の音声
を聞くことにより、恰も、基本周波数を聴取したと同様
の感じを受けるという法則を利用するものである。すな
わち、雑音によりマスキングされる低周波音域の2倍の
周波数の音を発生させることにより、本来の低周波音域
が雑音によりマスキングされたとしても2次的に発生さ
せた2倍音を恰も本来の低周波音域の音声として聴取者
に聞かせようとするものである。この方法によれば、マ
スキングされた低周波音域のみを対象としているから上
述した全体的に音量レベルが増大する違和感、高出力の
パワーアンプの必要性、大口径スピーカの必要性といっ
た問題はある程度解決されている。
しかしながら、単に2倍音を発生させるのみでは、小音
量時における低温域が聴覚上不足するという問題に遭遇
している。またマスキングの対象となる低音域の信号も
スピーカに印加しており、スピーカの口径を余り小さく
出来ないという問題がある。
従って、更に感度および音質の向上を図りつつ雑音補償
を行う騒音補償装置が要望されている。本発明はかかる
要望を実現する改良された騒音補償装置を提供すること
を目的とする。また、かかる雑音補償をスピーカの口径
の低減を図りつつ行うことが要望されており、本発明の
更なる目的は、スピーカの口径の低減を図りつつ感度お
よび音質を向上させた改良された騒音補償装置を提供す
ることである。
〔問題を解決するための手段〕
本発明によれば、音響源からの原再生信号のうち騒音の
影響を受ける低周波成分のみを通過させるローパスフィ
ルタ、該ローパスフィルタの出力信号の周波数の整数倍
の周波数信号を発生する倍音発生回路、低周波域の騒音
レベルに応答して、該倍音発生回路の出力信号のレベル
を調整する回路、該レベル調整回路の出力信号に対して
ラウドネス感度を補正する回路、該感度補正回路の出力
信号(S5)と前記音響源からの原再生信号(S1)とを合
成する回路(6)、を具備し、該合成回路の出力信号に
基いてスピーカを鳴動させるようにしたことを特徴とす
る、音響機器の騒音補償装置が提供される。
さらに好適には、前記合成回路の後段に、合成信号のう
ち前記ローパスフィルタを通過させた低周波音域の周波
数を阻止するハイパスフィルタをさらに具備し、該ハイ
パスフィルタの出力信号に基いてスピーカを鳴動させる
ようにした音響機器の騒音補償装置が提供される。
〔作 用〕
音響源からの原再生信号のうち騒音によりマスキングさ
れる対象となる低周波成分をローパスフィルタで抽出
し、整数倍、好適には2倍の周波数の信号を発生させ
る。たとえば原低周波成分の音声が雑音によりマスキン
グされたとしても、この周波数の信号が原低周波成分の
音として聴取者に感じさせる補償用信号となる。この補
償用信号に対して低周波域の雑音レベルに応じたレベル
調整を行う。
このレベル調整信号に対してラウドネスカーブに基づく
低音感度補正を行う。この感度補正により小音量時の低
音不足が改善される。低音感度補正信号と原再生信号と
合成し、パワーアンプを介してスピーカを鳴動させる。
更に好適には、上記合成信号のうち雑音によりマスキン
グされる低周波音域の信号を阻止しスピーカに印加され
ないようにする。これにより、スピーカの口径の縮少
化、低音過大信号に伴うスピーカの破損防止が可能とな
る。
〔実施例〕
本発明の実施例の音響機器の騒音補償装置を第1図の構
成図を参照して述べる。本実施例は当該騒音補償装置を
車載用音響機器に適用した場合について述べる。
第1図において、騒音補償装置100は、CD等の音響源1
からの原再生信号S1を入力し、パワーアンプ8を介して
スピーカ9を鳴動させる信号S7を出力する、ローパスフ
ィルタ2、倍音発生回路3、電圧制御アンプ4、低音感
度補正回路5、信号合成回路6、および雑音レベル応答
回路10から成る。
ローパスフィルタ2は原再生信号S1のうち(第6図
(a)参照)、雑音(第6図(a)斜線部)によりマス
キングされる対象となる低周波音域、本実施例において
は0〜100Hzの信号を通過させる。ローパスフィルタ2
の低周波信号S2が倍音発生回路3に印加される。聴感
上、基本周波数に対し、整数倍の倍音が基本周波数の音
と同様に聞えるが、本実施例においては、倍音発生回路
3として、第2図に図示のハーモナイザにより2倍周波
数の信号S3を発生させている(第6図(b))。
第2図において、ハーモナイザは、20Hz以上の信号を通
過させるハイパスフィルタ31、50Hz未満の周波数を通過
させるローパスフィルタ32、これらのフィルタにより選
択された20〜50Hzの信号を歪ませる全波整流回路33、該
全波整流回路において整数倍の周波数にされた信号のう
ち150Hz未満の信号、すなわち2倍音のみ通過するロー
パスフィルタ34を有する。ハーモナイザはまた、50Hz以
上の信号を通過させるハイパスフィルタ35、100Hz未満
の信号を通過させるローパスフィルタ36、整数倍の周波
数を発生する全波整流回路37、200Hz未満の信号を通過
させるローパスフィルタ38を有する。このように両ロー
パスフィルタ34,38から取り出された2倍周波数音声信
号が混合回路39で混合される。
ハーモナイザ3からの2倍周波数音声信号S3に対して雑
音レベルに応じたレベル補正を行う(第6図(b))。
かゝるレベル補正は電圧制御アンプ4および雑音レベル
応答回路10により遂行される。第3図に図示の如く、エ
ンジンの雑音レベルは車速の大小により異なり、車速が
高速になるにつれて雑音レベルも増加する。そこで雑音
レベル応答回路10において、ノイズ源信号SNZとして車
速センサ(図示せず)の出力を入力し、第4図に図示の
如く車速に応じて電圧制御アンプ4の増幅率αを計算す
る。電圧制御アンプ4はこの増幅率に基いて、ハーモナ
イザ3で2倍の周波数にされた信号の振幅を増幅する。
電圧制御アンプ4の出力信号S4が低音感度補正回路5に
印加される。低音感度補正回路5は、第5図に図示の如
く、ボリューム抵抗器50、アンプ51、該アンプのフィー
ドバック抵抗器52、ボリューム抵抗器と協働する可変抵
抗器53、および、抵抗器54、インダクタンス55およびキ
ャパシタ56の直列共振回路により構成され、ボリューム
抵抗器50の位置に応答して2倍周波数信号に対してラウ
ドネスカーブを適用し、レベル増加量を変化させる(第
6図(C))。これにより小音量時の聴覚上の低音不足
を補う。
以上の如く2倍周波数、雑音レベル補正、ラウドネス感
度補正された信号S5が合成回路(ミキサ)6において音
響源1からの原音再生信号S1と合成される(第6図
(d))。
この合成信号S6をパワーアンプ8を介して直接スピーカ
9に印加する。スピーカ9からは、第6図(d)のS6=
S1+S5に対応した音声が発生されるが、第6図(a)に
図示の雑音(NOISE)により、第6図(e)の曲線
(V)に図示の如く低周波音域がマスクされる。しかし
ながら、聴取者にとっては、2倍音により恰も曲線CV2
の如き音声として聞える。この場合、2倍音がラウドネ
ス感度補正されているので、小音量の場合でも低音不足
を感じさせない。高音域は再生音本来のものが出力され
る。
尚、レベル増加は、低周波音域のみに適用されるので、
パワーアンプ8を大規模化させる必要はない。
本発明の第2実施例としての騒音補償装置を第7図を参
照して述べる。
第7図の騒音補償装置は第1図の騒音補償装置の合成回
路6とパワーアンプ8との間にハイパスフィルタ7を挿
入付加したものである。ハイパスフィルタ7は雑音によ
りマスキングされる低周波音域の信号を阻止しそれ以上
の周波数成分の信号をパワーアンプ8に出力する。すな
わち騒音補償用の2倍周波数を持つ低音感度補正回路5
からの出力信号S5の周波数以上の信号のみがパワーアン
プ8に印加される。これによっても、スピーカ9からは
第6図(e)を参照して述べたと同等の再生音を得るこ
とができる。
一方、マスキングにより消去される低周波音域の信号を
スピーカ9に印加せずに済むので、スピーカ9はかゝる
低周波領域で動作する必要がない。よってスピーカ9は
その口径を小さくすることが可能となる。またスピーカ
9には低周波の過大信号が印加されないので、破損する
可能性も解消される。
第1図および第7図において、雑音レベル応答回路10の
ノイズ源信号SNZとして車速の外、空調機等の動作信号
をも付加し、空調機等の雑音に対する補償をも行うこと
ができる。
〔発明の効果〕
以上に述べたように請求項1に記載の発明によれば、小
音量においても低音不足を生じさせることなく騒音補償
を実現させることができる。
また請求項2に記載の発明によれば、スピーカの口径を
小さくできる上、スピーカが破損する可能性も低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例としての騒音賠償装置の構成
図、 第2図は第1図の倍音発生回路図、 第3図および第4図は第1図の雑音レベルに応じた再生
信号レベルの補正を説明する図、 第5図は第1図の低音感度補正回路図、 第6図(a)〜(e)は第1図装置の動作を示す信号波
形図、 第7図は本発明の他の実施例としての騒音補償装置の構
成図、である。 (符号の説明) 1……音響源、2……ローパスフィルタ、 3……倍音発生回路(ハーモナイザ)、 4……電圧制御アンプ、5……低音感度補正回路、 6……合成回路(ミキサ)、7……ハイパスフィルタ、 8……パワーアンプ、9……スピーカ、 10……雑音レベル応答回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音響源(1)からの原再生信号(S1)のう
    ち騒音の影響を受ける低周波成分のみを通過させるロー
    パスフィルタ(2)、 該ローパスフィルタの出力信号(S2)の周波数の整数倍
    の周波数信号を発生する倍音発生回路(3)、 低周波数の騒音レベルに応答して、該倍音発生回路の出
    力信号のレベルを調整する回路(4,10)、 該レベル調整回路の出力信号に対してラウドネス感度を
    補正する回路(5)、および 該感度補正回路の出力信号(S5)と前記音響源からの原
    再生信号(S1)とを合成する回路(6)、 を具備し、該合成回路の出力信号に基いてスピーカを鳴
    動させるようにしたことを特徴とする、音響機器の騒音
    補償装置。
  2. 【請求項2】前記倍音発生回路が2倍の周波数を発生す
    るハーモナイザを有して成る、特許請求の範囲第1項に
    記載の音響機器の騒音補償装置。
  3. 【請求項3】前記騒音が車両の内燃機関等の発するほぼ
    100Hz以下の音であることを特徴とする、特許請求の範
    囲第2項に記載の音響機器の騒音補償装置。
  4. 【請求項4】音響源(1)からの原再生信号(S1)のう
    ち騒音の影響を受ける低周波成分のみを通過させるロー
    パスフィルタ(2)、 該ローパスフィルタの出力信号(S2)の周波数の整数倍
    の周波数信号を発生する倍音発生回路(3)、 低周波数の騒音レベルに応答して、該倍音発生回路の出
    力信号のレベルを調整する回路(4,10)、 該レベル調整回路の出力信号に対してラウドネス感度を
    補正する回路(5)、 該感度補正回路の出力信号(S5)と前記音響源からの原
    再生信号(S1)とを合成する回路(6)、および 該合成回路(6)からの出力である合成信号のうち前記
    ローパスフィルタを通過させた低周波音域の周波数を阻
    止するハイパスフィルタ(7)を具備し、該ハイパスフ
    ィルタの出力信号に基いてスピーカ鳴動させるようにし
    たことを特徴とする音響機器の騒音補償装置。
  5. 【請求項5】前記倍音発生回路が2倍の周波数を発生す
    るハーモナイザを有して成る、特許請求の範囲第4項に
    記載の音響機器の騒音補償装置。
  6. 【請求項6】前記騒音が車両の内燃機関等の発するほぼ
    100Hz以下の音であることを特徴とする、特許請求の範
    囲第5項に記載の音響機器の騒音補償装置。
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