システムケーブルの基礎
測定システムの信頼性は、入力ケーブルの信頼性よりも高くなることはありません。入力ケーブルは主に加速度計からデータ収録装置に電気信号を送信する役割を担います。
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今回で最終回となります。今回はこれまであまり触れてこなかったアクティブ手法の適用可能性に関して、いくつかの例をあげながらご紹介していきたいと思います。
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1980年代以前、アクティブな対策を実現するには電気信号の処理速度がネックでした。その後20~30年の間のデジタル信号プロセッサ(DSP)の大規模な発達により、処理速度による制約は解消されました。その代わりに、トランスデューサによる制限がネックとなっています。
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イントロダクションで述べたように音場の補正というのは、補正された音を他の音の印象に置き換えることができるため、既存の音を広範囲で自由に変更することができます。
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多くの技術的騒音制御問題は、振動する構造体からの音の伝搬や放射を取り扱います。その様なケースでは、放射された音場よりも音の放射自身を制御しようとします。この概念を図1に記載します。
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多くの技術的騒音制御問題は、振動する構造体からの音の伝搬や放射を取り扱います。その様なケースでは、放射された音場よりも音の放射自身を制御しようとします。この概念を図1に記載します。
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アクティブ手法による車の室内音を制御する試みは1980年から行われ、10年後に初めて成功事例が報告されました。その後、乗用車の場合では4~6個のラウドスピーカの装置が適切かつ扱いやすいことが判明しました。又この手法/装置により、300Hz以下(この周波数帯域は車室内の全座席で検知可能であり、人が乗車した際の頭の位置や頭の動きによって影響をあまり与えない周波数帯域です)で音場を全体的に減少させたり、変化させることができることも判明しました。
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これまでご説明してきた考えでは、ターゲットとなっているエリアや容積からなる空間がどの様に構成されているかということは考慮せずに、波の励起や波の伝播を直接制御することを扱ってきました。これまでのアプローチでは、音源にアクセスすることができない場合や、いろいろな方向からやってくる沢山の波によって音場が特徴付けられている様な場合にはうまくいきません。
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具体例として、16個のラウドスピーカーと24個の計測用マイクロフォンを用い実験室に配置し、200~500Hzの間で30dBまで減衰させることができ、一部周波数範囲を遮蔽できるという結果を得ました。
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安定性の問題とは別に、二次音場および電子コントローラ内の伝播遅延時間は、「第2回 技術的発達の歴史」で言及したようなシンプルかつ標準的なフィードバック・コントローラの性能を制限する可能性があります。
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多次元波伝搬の制御、並びに高モード密度な振動場の補正は、多くの場合、実際には実現不可能なほどの多数のセンサとアクチュエータを必要とします(詳しくは第6回以降を参照)。したがって、オリジナルの音源のコピーによって音場を打ち消そうとする方法がより好ましいです。
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いかなる音場も任意に変更するためには、その音場の補正を必要とします。なぜなら、少なくとも元の音場を補正または縮小できなければ、音場の分布の変更または置換は有効ではないからです。
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音や振動のアクティブコントロールについての構造図を示します。音源Qは1つまたは複数の音源を示しており、発生する一次音場はベクトルYpで表現されます。アクティブコントロールの基本的な仕組みは、これらの一次音場Ypが2次音場Ysと交わる箇所で重ねられるということです。
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「(電気機械的に)制御された干渉によるノイズ消去」としてアクティブノイズ低減の考えに関して記載された最初の書面は、1933年から1934年にP. Luegによって取得されたいくつかの特許の中で見つけることが出来ます。
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