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JPH0579899A - Acoustic intensity measuring apparatus - Google Patents

Acoustic intensity measuring apparatus

Info

Publication number
JPH0579899A
JPH0579899A JP27207791A JP27207791A JPH0579899A JP H0579899 A JPH0579899 A JP H0579899A JP 27207791 A JP27207791 A JP 27207791A JP 27207791 A JP27207791 A JP 27207791A JP H0579899 A JPH0579899 A JP H0579899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
intensity
sound
equation
outputs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27207791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Suzuki
英男 鈴木
Shozo Anzai
正三 安斎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ono Sokki Co Ltd filed Critical Ono Sokki Co Ltd
Priority to JP27207791A priority Critical patent/JPH0579899A/en
Publication of JPH0579899A publication Critical patent/JPH0579899A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a value close to the true acoustic intensity by multiplying the value operated in a correcting value operating circuit by the actually- measured value thereby to correct the actually-measured value. CONSTITUTION:Outputs of microphones 1, 2 spaced a predetermined distance from each other are subjected to the high-speed Fourier transform in FFT circuits 3, 4. The outputs of the circuits 3, 4 are processed through a cross power spectrum operation in a cross power spectrum operating circuit 7. An imaginary number part of the acoustic intensity is extracted by an imaginary number extracting circuit 8, while a real number part is extracted by a real number part extracting circuit 9. A phase operating circuit 11 calculates the acoustic intensity from the outputs of the circuits 8, 9. A correcting value operating circuit 12 calculates phi/sinphi (phi is a phase difference between the microphones 1 and 2) from the phase of the acoustic intensity output from the circuit 11. The outputs of the circuits 8 and 12 is multiplied in a multiplier 13 thereby to correct the actually-measured value. Accordingly, a value close to the true acoustic intensity can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は、騒音制御、音場の可視
化、音源探査、放射パワーの計測等の音響計測の分野で
使用される音響インテンシティ計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acoustic intensity measuring device used in the field of acoustic measurement such as noise control, sound field visualization, sound source search, and radiation power measurement.

【従来の技術】音響インテンシティを計測することによ
って、スカラ量である音圧を計測する従来の手法では不
可能であった音場をエネルギの流れで可視化することが
可能となる。これにより、騒音制御の分野では、音源探
査が容易となり、騒音対策も立て易くなる。また、実使
用状態での放射パワーの計測においても、周囲の反射や
外部騒音にあまり影響されずに放射パワーの計測が可能
となる。以下、この音響インテンシティ計測の原理につ
いて説明する。一般的に音圧は、電気系の電圧(機械系
の力)に対応させることができる。このときの電流(機
械系の速度)に対応する音響系の量は、粒子速度と呼ば
れている。この粒子速度は、波動に伴って空気の粒子が
前後運動(または回転運動)する速度である。図2のよ
うに、音の進行方向に垂直な仮想平面S(面積Sm2
を空気中に仮定すると、平面Sに加わる力f(t)は、
音圧をp(t)(N・m 2)とすると、
2. Description of the Related Art By measuring the sound intensity
Therefore, the conventional method of measuring the sound pressure, which is a scalar quantity, is not suitable.
Visualization of the possible sound field by the flow of energy
It will be possible. As a result, in the field of noise control, sound source
Inspection becomes easy and noise countermeasures can be easily set up. In addition,
Even when measuring the radiated power during use
Radiation power can be measured without being significantly affected by external noise
Becomes Below, we will explain the principle of this sound intensity measurement.
And explain. Generally, the sound pressure is the voltage of the electrical system (mechanical system).
Power). Current at this time (machine
The volume of the acoustic system corresponding to the mechanical velocity) is called the particle velocity.
Has been. This particle velocity is
It is the speed of back-and-forth movement (or rotational movement). In Figure 2
As described above, the virtual plane S (area Sm perpendicular to the sound traveling direction)2)
Assuming that is in air, the force f (t) applied to the plane S is
Sound pressure is p (t) (N ・ m 2)

【数1】 である。粒子速度をv(t)とすると面Sに加えられる
パワーw(t)は、
[Equation 1] Is. When the particle velocity is v (t), the power w (t) applied to the surface S is

【数2】 で与えられる。数式2を面積Sで割った単位面積当たり
のパワーが、音響インテンシティi(t)であり、数式
1および数式2から算出して、
[Equation 2] Given in. The power per unit area obtained by dividing Expression 2 by the area S is the sound intensity i (t), which is calculated from Expression 1 and Expression 2,

【数3】 と表される。数式1〜数式3は、時間によって変化する
瞬間毎の量であるが、一般的には定常的な音を扱うこと
が多く、時間平均のアクティブインテンシティIaは、
[Equation 3] Is expressed as Equations 1 to 3 are amounts for each moment that change with time, but generally, a steady sound is often handled, and the time-average active intensity Ia is

【数4】 で与えられる。以上のように、音響インテンシティは、
音場の一点において音の進行方向に垂直な単位面積を単
位時間に通過する音のエネルギと定義される。単一の正
弦波から成る音波の場合には、音圧p(t)=Pcos
2πftと表し、また粒子速度v(t)=Vcos(2
πft−φ)と表すと、数式3は、
[Equation 4] Given in. As mentioned above, the sound intensity is
It is defined as the energy of sound that passes through a unit area perpendicular to the direction of travel of a sound at a point in the sound field in a unit time. In the case of a sound wave composed of a single sine wave, the sound pressure p (t) = Pcos
2πft, and particle velocity v (t) = Vcos (2
When expressed as (πft−φ), Equation 3 is

【数5】 となる。ここで、fは周波数であり、Pは音圧の振幅、
Vは粒子速度の振幅、φは音圧と粒子速度の位相差であ
る。数式5の時間平均をとると、第2項が消えて、
[Equation 5] Becomes Where f is the frequency, P is the amplitude of sound pressure,
V is the amplitude of the particle velocity, and φ is the phase difference between the sound pressure and the particle velocity. Taking the time average of Equation 5, the second term disappears,

【数6】 が得られ、アクティブインテンシティと呼ばれる。数式
6は、電気系(または機械系)の有効パワーを求める式
と全く同じ形である。無効パワーに相当する
[Equation 6] And is called Active Intensity. Formula 6 has exactly the same form as the formula for obtaining the effective power of the electrical system (or mechanical system). Equivalent to reactive power

【数7】 は、リアクティブインテンシティ(または無効インテン
シティ)と呼ばれる。アクティブインテンシティはエネ
ルギの流れを伴うインテンシティであるが、リアクティ
ブインテンシティは音圧の変化のみでエネルギーの伝搬
はない。このアクティブインテンシティおよびリアクテ
ィブインテンシティを含めて複素インテンシティと呼
ぶ。数式6および数式7が示すように、複素インテンシ
ティは、音圧p(t)と粒子速度v(t)のそれぞれの
大きさと位相関係から求められる。音圧p(t)は、コ
ンデンサーマイクロホンを用いて容易にかつ精度良く測
定できる。しかしながら、粒子速度v(t)を直接に精
度良く測定する変換器が存在しないために、間接的な方
法が用いられる。その代表的な方法が2マイクロホン法
と呼ばれる方法である。次に、2マイクロホン法による
音響インテンシティ計測手法の原理について説明する。
2マイクロホン法では、図3に示すように、インテンシ
ティプローブと呼ばれる円筒状の筐体14の中に、2つ
のマイクロホン1および2が間隔dだけ離して配置され
る。間隔dは、正確に表現するならば、音圧入力用に筐
体14に設けられた2つのスリット1aおよび2aの間
隔である。このときの2つのマイクロホン1および2の
中心点Aにおける音圧p(t)は、
[Equation 7] Is called reactive intensity (or invalid intensity). The active intensity is an intensity accompanied by a flow of energy, while the reactive intensity only changes the sound pressure and does not propagate energy. This active intensity and reactive intensity are collectively referred to as complex intensity. As shown in Expressions 6 and 7, the complex intensity is obtained from the respective magnitudes and phase relationships of the sound pressure p (t) and the particle velocity v (t). The sound pressure p (t) can be easily and accurately measured using a condenser microphone. However, the indirect method is used because there is no transducer that directly and accurately measures the particle velocity v (t). A typical method is a method called the 2-microphone method. Next, the principle of the sound intensity measurement method using the two-microphone method will be described.
In the two-microphone method, as shown in FIG. 3, two microphones 1 and 2 are arranged at a distance d in a cylindrical casing 14 called an intensity probe. The distance d is the distance between the two slits 1a and 2a provided in the housing 14 for sound pressure input, if expressed accurately. At this time, the sound pressure p (t) at the center point A of the two microphones 1 and 2 is

【数8】 である。ここで音圧p1(t)およびp2(t)は、2つ
のマイクロホン1および2のそれぞれの出力である。こ
れを周波数軸上で表現すると、
[Equation 8] Is. The sound pressures p1 (t) and p2 (t) are the outputs of the two microphones 1 and 2, respectively. Expressing this on the frequency axis,

【数9】 となる。2つのマイクロホン1および2の中心点Aにお
ける粒子速度v(t)は、
[Equation 9] Becomes The particle velocity v (t) at the center point A of the two microphones 1 and 2 is

【数10】 または、周波数軸上で表現すると、[Equation 10] Or, when expressed on the frequency axis,

【数11】 で近似される。ここで、jは虚数単位、ρは空気密度、
cは音速、kは波長定数2π/λ、λは波長である。こ
の数式8(または数式9)で表される音圧p(t)と、
数式10(または数式11)で表される粒子速度v
(t)を使って音響インテンシティを求める方法が2マ
イクロホン法である。
[Equation 11] Is approximated by. Where j is an imaginary unit, ρ is air density,
c is the speed of sound, k is the wavelength constant 2π / λ, and λ is the wavelength. The sound pressure p (t) expressed by the equation 8 (or the equation 9),
Particle velocity v represented by Formula 10 (or Formula 11)
The method of obtaining the sound intensity using (t) is the two-microphone method.

【発明が解決しようとする課題】上述した数式10(ま
たは数式11)は近似式であり、数式10(または数式
11)によって求められた音響インテンシティには1次
近似による誤差が含まれる。測定系の感度および位相の
誤差が無いと仮定したときに、数式8または数式9によ
って音圧を求め、数式10または数式11によって粒子
速度を近似すると、1次元平面進行波音場におけるアク
ティブインテンシティの測定値と真の値との比率(計測
誤差)、および反射を含む1次元平面進行波音場でのリ
アクティブインテンシティの測定値と真の値との比率
(計測誤差)は次式で与えられる。
The above-mentioned expression 10 (or expression 11) is an approximate expression, and the sound intensity obtained by expression 10 (or expression 11) includes an error due to the first-order approximation. Assuming that there is no error in the sensitivity and phase of the measurement system, sound pressure is calculated by Expression 8 or Expression 9 and particle velocity is approximated by Expression 10 or Expression 11, and the active intensity of the one-dimensional plane traveling wave sound field The ratio of the measured value to the true value (measurement error) and the ratio of the measured value of the reactive intensity in the one-dimensional plane traveling wave sound field including reflection to the true value (measurement error) are given by the following equations. ..

【数12】 なお、θはマイクロホン1および2の中心軸と音波の進
行方向との成す角度である。この数式12を導出するた
めの説明は省略するが、代りに計算により求めた周波数
特性図を図4に示す。図4において、500Hz付近か
ら減衰する特性は、マイクロホン1および2の間隔dが
50mmの場合である。また、2kHz付近から減衰す
る特性は間隔dが12mmの場合であり、4kHz付近
から減衰する特性は間隔dが6mmの場合である。線形
近似による誤差が1dBとなるのは、順に1.2kH
z、5kHz、10kHzである。この数式12および
図4から理解されるように、従来の音響インテンシティ
の計測装置では、近似による誤差は周波数が高くなるに
つれて増大し、これが音響インテンシティの計測誤差に
なるという問題点がある。本発明は、上記の問題点に鑑
みてなされたもので、音響インテンシティの計測誤差を
補正して真の音響インテンシティに近い値を求めること
を目的とする。
[Equation 12] Note that θ is an angle formed by the central axes of the microphones 1 and 2 and the traveling direction of the sound wave. Although a description for deriving the formula 12 is omitted, a frequency characteristic diagram obtained by calculation is shown in FIG. 4 instead. In FIG. 4, the characteristic of attenuating from around 500 Hz is when the distance d between the microphones 1 and 2 is 50 mm. The characteristic that attenuates from around 2 kHz is when the interval d is 12 mm, and the characteristic that attenuates from around 4 kHz is when the interval d is 6 mm. The error due to linear approximation is 1 dB, which is 1.2 kH in order.
z, 5 kHz and 10 kHz. As can be understood from Expression 12 and FIG. 4, in the conventional sound intensity measuring apparatus, the error due to approximation increases as the frequency becomes higher, which causes a problem of sound intensity measuring error. The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to correct a measurement error of the sound intensity and obtain a value close to the true sound intensity.

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の音響インテンシティ計測装置は、所定間隔
を隔てて配置された第1および第2のマイクロホンと、
第1および第2のマイクロホンの出力を高速フーリエ変
換する第1および第2のFFT回路と、第1および第2
のFFT回路の出力に対してクロスパワースペクトル演
算を行うクロスパワースペクトル演算回路と、クロスパ
ワースペクトル演算回路の出力である音響インテンシテ
ィの虚数部を抽出する虚数部抽出回路と、クロスパワー
スペクトル演算回路の出力である音響インテンシティの
実数部を抽出する実数部抽出回路と、虚数部抽出回路お
よび実数部抽出回路の出力から音響インテンシティの位
相を算出する位相演算回路と、位相演算回路の出力する
音響インテンシティの位相からφ/sinφ(φは第1
および第2のマイクロホンの位相差)を算出する補正値
演算回路と、虚数部抽出回路および補正値演算回路の出
力を乗算する乗算器を設けるように構成されている。
In order to achieve this object, the sound intensity measuring apparatus of the present invention comprises first and second microphones arranged at a predetermined interval,
First and second FFT circuits for fast Fourier transforming the outputs of the first and second microphones, and the first and second
Cross power spectrum calculation circuit that performs a cross power spectrum calculation on the output of the FFT circuit, an imaginary part extraction circuit that extracts the imaginary part of the sound intensity output from the cross power spectrum calculation circuit, and a cross power spectrum calculation circuit The real part extraction circuit for extracting the real part of the sound intensity, the phase calculation circuit for calculating the phase of the sound intensity from the outputs of the imaginary part extraction circuit and the real part extraction circuit, and the output of the phase calculation circuit From the phase of sound intensity φ / sin φ (φ is the first
And a correction value calculation circuit for calculating the phase difference of the second microphone) and a multiplier for multiplying the outputs of the imaginary part extraction circuit and the correction value calculation circuit.

【作用】上記構成の音響インテンシティ計測装置におい
ては、補正値演算回路で算出された演算値を実測値に乗
算することで実測値を補正して、真の音響インテンシテ
ィに近い値を求めることができるようにしている。
In the sound intensity measuring apparatus having the above structure, the measured value is corrected by multiplying the measured value by the calculated value calculated by the correction value calculation circuit to obtain a value close to the true sound intensity. I am able to

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明による音響インテンシティ計測装
置の一実施例を示すブロック結線図である。図1におい
て、マイクロホン1およびマイクロホン2で得られた音
圧信号p1(t)およびp2(t)が、それぞれFFT回
路3および4に供給される。FFT回路3および4で
は、通常の高速フーリエ変換が行われ、平均化回路5お
よび平均化回路6で時間平均をとることによって周波数
軸上で表した音圧信号P1(f)およびP2(f)が得ら
れる。これらの音圧信号P1(f)およびP2(f)はク
ロスパワースペクトル演算回路7に供給され、ここでク
ロスパワースペクトルの演算が行われる。クロスパワー
スペクトル演算回路7で行われるクロスパワースペクト
ルの演算結果の虚数部を用いてアクティブインテンシテ
ィを求める方法は、クロススペクトル法と呼ばれる。以
下に、このクロススペクトル法について説明する。クロ
ススペクトル法は、数式9、数式11、およびWien
er−Khintchineの関係を用いて次にように
して音響インテンシティを求める方法である。数式4で
与えられる時間平均の音響インテンシティは、時間Tを
無限大にとり、エルゴード性を仮定すると、
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block connection diagram showing an embodiment of the sound intensity measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the sound pressure signals p1 (t) and p2 (t) obtained by the microphone 1 and the microphone 2 are supplied to the FFT circuits 3 and 4, respectively. In the FFT circuits 3 and 4, the normal fast Fourier transform is performed, and the sound pressure signals P1 (f) and P2 (f) represented on the frequency axis are obtained by taking the time averaging by the averaging circuit 5 and the averaging circuit 6. Is obtained. These sound pressure signals P1 (f) and P2 (f) are supplied to the cross power spectrum calculation circuit 7, where the cross power spectrum is calculated. A method of obtaining the active intensity by using the imaginary part of the calculation result of the cross power spectrum performed by the cross power spectrum calculation circuit 7 is called a cross spectrum method. The cross spectrum method will be described below. The cross-spectral method is represented by Equation 9, Equation 11, and Wien.
This is a method of obtaining the sound intensity as follows using the er-Khintchine relationship. The time-averaged sound intensity given by Equation 4 is such that when the time T is infinite and ergodicity is assumed,

【数13】 と置き換えられる。ここでEは期待値を表す。これは、
相互相関関数
[Equation 13] Is replaced by Here, E represents an expected value. this is,
Cross-correlation function

【数14】 において、τ=0としたものと等しい。相互相関関数R
(τ)は、音圧p(t)と粒子速度v(t)とのクロス
スペクトルSvp(f)と、次のようなWiener−K
hintchineの関係にある。
[Equation 14] , Is equal to that where τ = 0. Cross-correlation function R
(Τ) is the cross spectrum Svp (f) between the sound pressure p (t) and the particle velocity v (t), and the following Wiener-K
There is a hint chine relationship.

【数15】 [Equation 15]

【数16】 ここで、[Equation 16] here,

【数17】 である。数式13、数式9、数式11、および数式14
を用いると、アクティブインテンシティIaは、次式で
求められる。
[Equation 17] Is. Formula 13, Formula 9, Formula 11, and Formula 14
Is used, the active intensity Ia is calculated by the following equation.

【数18】 ここで、[Equation 18] here,

【数19】 である。なお、数式19では、周波数の関数であること
を示す(f)を一部省略した。数式19の第2項は奇関
数であるから、+fと−fの成分を合わせると打ち消し
合う。また、音圧信号p1(t)およびp2(t)が実関
数であるから、そのクロススペクトルの虚数部Im[Sp
1p2(f)]は奇関数であり、Im[Sp1p2(f)]/f
は偶関数となる。結局、アクティブインテンシティIa
は実数成分だけが残り、
[Formula 19] Is. In Expression 19, (f) indicating a function of frequency is partially omitted. Since the second term of Expression 19 is an odd function, it is canceled by adding the + f and −f components. Further, since the sound pressure signals p1 (t) and p2 (t) are real functions, the imaginary part Im [Sp of the cross spectrum thereof is obtained.
1p2 (f)] is an odd function and Im [Sp1p2 (f)] / f
Is an even function. After all, Active Intensity Ia
Leaves only the real component,

【数20】 で与えられる。ここでGp1p2は、p1(t)およびp2
(t)との片側クロススペクトルであり、スペクトルを
みるために積分記号を省いてある。正弦波の場合のアク
ティブインテンシティIaは、
[Equation 20] Given in. Where Gp1p2 is p1 (t) and p2
It is a one-sided cross spectrum with (t), and the integration symbol is omitted to see the spectrum. The active intensity Ia in the case of a sine wave is

【数21】 で与えられる。数式19の虚数部分を片側スペクトルに
変換して得られる量
[Equation 21] Given in. Amount obtained by converting the imaginary part of Equation 19 into a one-sided spectrum

【数22】 は、数式7に対応してリアクティブインテンシティと呼
ばれる。数式22が示すように、リアクティブインテン
シティは音圧の自乗の勾配に比例する量である。数式2
0および数式22が示すように、アクティブインテンシ
ティおよびリアクティブインテンシティは、2つのマイ
クロホン信号のオートスペクトルおよびクロススペクト
ルから求められる。また、それぞれ数式9および数式1
1で与えられる音圧と粒子速度のパワースペクトル
[Equation 22] Is called reactive intensity corresponding to the equation (7). As shown in Expression 22, the reactive intensity is an amount proportional to the slope of the square of the sound pressure. Formula 2
0 and Equation 22 show that the active and reactive intensities are determined from the auto and cross spectra of the two microphone signals. Also, Equation 9 and Equation 1, respectively
Power spectrum of sound pressure and particle velocity given by 1.

【数23】 [Equation 23]

【数24】 も同様にして、2つのマイクロホン信号のオートスペク
トルおよびクロススペクトルから求められる。数式20
から理解されるように、p1(t)およびp2(t)との
片側クロススペクトルであるGp1p2の虚数部から、アク
ティブインテンシティIaを算出することができる。そ
こで、虚数部抽出回路8はクロスパワースペクトル演算
回路7からGp1p2の虚数部を抽出して係数回路10に供
給している。係数回路10は、1/2πρfdに相当す
る係数処理を行い、乗算器13を経由してマイクロホン
14より外部に出力する。また、クロスパワースペクト
ル演算回路7により実数部と虚数部が与えられるので、
音圧信号P1(t)とP2(t)の間の位相を位相演算回
路11により算出することが可能となる。位相演算回路
11の出力である音圧信号P1(t)とP2(t)の間の
位相は、補正値演算回路12に供給される。補正値演算
回路12は、次に説明する原理に従って音響インテンシ
ティの補正係数値を算出して乗算器13に供給する。2
つのマイクロホン1および2の真の位相差φが、両者の
間隔dに比例するものとすると、
[Equation 24] Is similarly obtained from the auto spectrum and the cross spectrum of the two microphone signals. Formula 20
As will be understood from the above, the active intensity Ia can be calculated from the imaginary part of Gp1p2 which is a one-sided cross spectrum with p1 (t) and p2 (t). Therefore, the imaginary part extraction circuit 8 extracts the imaginary part of Gp1p2 from the cross power spectrum calculation circuit 7 and supplies it to the coefficient circuit 10. The coefficient circuit 10 performs coefficient processing corresponding to 1 / 2πρfd, and outputs the result from the microphone 14 to the outside via the multiplier 13. Moreover, since the real part and the imaginary part are given by the cross power spectrum calculation circuit 7,
The phase between the sound pressure signals P1 (t) and P2 (t) can be calculated by the phase calculation circuit 11. The phase between the sound pressure signals P1 (t) and P2 (t), which is the output of the phase calculation circuit 11, is supplied to the correction value calculation circuit 12. The correction value calculation circuit 12 calculates the correction coefficient value of the sound intensity according to the principle described below and supplies it to the multiplier 13. Two
If the true phase difference φ between the two microphones 1 and 2 is proportional to the distance d between them,

【数25】 と表すことができる。ここでk’は比例定数であり、波
長定数kと区別するためにk’を用いている。この数式
25を数式21に代入すると、
[Equation 25] It can be expressed as. Here, k ′ is a proportional constant, and k ′ is used to distinguish it from the wavelength constant k. Substituting this equation 25 into equation 21,

【数26】 となり、間隔dを十分に小さくすると、[Equation 26] Therefore, if the distance d is sufficiently small,

【数27】 となる。ただし、音圧振幅の変化は十分に小さいものと
仮定している。即ち、2つのマイクロホン1および2の
間隔dを十分に小さくして求めた真のインテンシティI
a0(数式27)と、実際に測定されたインテンシティI
aの比は、
[Equation 27] Becomes However, it is assumed that the change in sound pressure amplitude is sufficiently small. That is, the true intensity I obtained by sufficiently reducing the distance d between the two microphones 1 and 2
a0 (equation 27) and the actually measured intensity I
The ratio of a is

【数28】 で与えられる。ただし、計測装置には位相の測定誤差は
ないものと仮定する。従って、数式28から理解される
ように、測定されたインテンシティIaにφ/sinφ
を掛ければ真のインテンシティを求めることができる。
そこで、補正値演算回路12は、音響インテンシティの
位相から補正係数値を算出して乗算器13に供給し、計
測によって求められたインテンシティIaと乗算するこ
とによって真のインテンシティを求めるようにしてい
る。なお、補正値演算回路12の補正係数値が意味を持
ってくる範囲は、sinφとφ(ラジアン)の大きさに
差があるときである。例えば、φ=0.8ラジアン(約
45°に相当)ではsinφ/φ≒0.9であり、10
%近くの線形近似による誤差が生ずるが、この補正値演
算回路12によって有効に補正することができる。ま
た、位相差φは2つのマイクロホン1および2の真の位
相差であるが、実際には測定系の位相誤差Δφが含ま
れ、位相差(φ+Δφ)として算出される問題がある。
しかしながら、位相誤差Δφは位相差φに対して十分に
小さくなるように設計されており、しかも上述したよう
に、補正値演算回路12による補正の効果が現れるのは
φがかなり大きいときなので、測定系の位相誤差Δφの
影響はほとんど問題とはならない。以上、本発明を実施
例により説明したが、本発明の技術的思想によれば、種
々の変形が可能である。例えば、上述した実施例におい
ては、係数回路10と乗算器13を別のブロックとして
説明したが、両者を一つのブロックにまとめることもで
きる。
[Equation 28] Given in. However, it is assumed that the measuring device has no phase measurement error. Therefore, as can be understood from Equation 28, the measured intensity Ia is φ / sinφ.
You can get the true intensity by multiplying by.
Therefore, the correction value calculation circuit 12 calculates the correction coefficient value from the phase of the sound intensity, supplies it to the multiplier 13, and multiplies it with the intensity Ia obtained by the measurement to obtain the true intensity. ing. The range in which the correction coefficient value of the correction value calculation circuit 12 is meaningful is when there is a difference in the size of sin φ and φ (radian). For example, when φ = 0.8 radian (corresponding to about 45 °), sin φ / φ≈0.9, and 10
Although an error due to the linear approximation of about% occurs, it can be effectively corrected by the correction value calculation circuit 12. Further, the phase difference φ is the true phase difference between the two microphones 1 and 2, but in reality, the phase error Δφ of the measurement system is included and there is a problem that it is calculated as the phase difference (φ + Δφ).
However, the phase error Δφ is designed to be sufficiently small with respect to the phase difference φ, and as described above, the effect of the correction by the correction value calculation circuit 12 appears when φ is considerably large. The influence of the phase error Δφ of the system is of little concern. Although the present invention has been described with reference to the embodiments, various modifications can be made according to the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the coefficient circuit 10 and the multiplier 13 are described as separate blocks, but both may be combined into one block.

【発明の効果】以上のように、本発明の音響インテンシ
ティ計測装置によれば、補正値演算回路で算出された演
算値を実測値に乗算することで実測値を補正して、真の
音響インテンシティに近い値を求めることが可能とな
る。
As described above, according to the sound intensity measuring apparatus of the present invention, the actual measurement value is corrected by multiplying the actual measurement value by the calculation value calculated by the correction value calculation circuit to obtain the true acoustic sound. It is possible to obtain a value close to the intensity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による音響インテンシティ計測装置の一
実施例を示すブロック結線図である。
FIG. 1 is a block connection diagram showing an embodiment of a sound intensity measuring apparatus according to the present invention.

【図2】音響インテンシティを説明する概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating sound intensity.

【図3】本発明による音響インテンシティ計測装置に使
用されるインテンシティプローブを示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing an intensity probe used in the sound intensity measuring device according to the present invention.

【図4】従来の音響インテンシティ計測方法の線形近似
誤差の周波数特性図である。
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram of a linear approximation error of a conventional sound intensity measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロホン 2 マイクロホン 3 FFT回路 4 FFT回路 5 平均化回路 6 平均化回路 7 クロスパワースペクトル演算回路 8 虚数部抽出回路 9 実数部抽出回路 10 係数回路 11 位相演算回路 12 補正値演算回路 13 乗算器 14 筐体 1 Microphone 2 Microphone 3 FFT circuit 4 FFT circuit 5 Averaging circuit 6 Averaging circuit 7 Cross power spectrum calculation circuit 8 Imaginary part extraction circuit 9 Real part extraction circuit 10 Coefficient circuit 11 Phase calculation circuit 12 Correction value calculation circuit 13 Multiplier 14 Case

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定間隔を隔てて配置された第1および
第2のマイクロホンと、前記第1および第2のマイクロ
ホンの出力を高速フーリエ変換する第1および第2のF
FT回路と、前記第1および第2のFFT回路の出力に
対してクロスパワースペクトル演算を行うクロスパワー
スペクトル演算回路と、前記クロスパワースペクトル演
算回路の出力である音響インテンシティの虚数部を抽出
する虚数部抽出回路と、前記クロスパワースペクトル演
算回路の出力である音響インテンシティの実数部を抽出
する実数部抽出回路と、前記虚数部抽出回路および前記
実数部抽出回路の出力から音響インテンシティの位相を
算出する位相演算回路と、前記位相演算回路の出力する
音響インテンシティの位相からφ/sinφ(φは前記
第1および第2のマイクロホンの位相差)を算出する補
正値演算回路と、前記虚数部抽出回路および前記補正値
演算回路の出力を乗算する乗算器を具備することを特徴
とする音響インテンシティ計測装置。
1. A first microphone and a second microphone arranged at a predetermined interval, and first and second Fs for performing a fast Fourier transform on outputs of the first microphone and the second microphone.
An FT circuit, a cross power spectrum calculation circuit for performing a cross power spectrum calculation on the outputs of the first and second FFT circuits, and an imaginary part of the sound intensity output from the cross power spectrum calculation circuit are extracted. Imaginary part extraction circuit, real part extraction circuit for extracting the real part of the sound intensity that is the output of the cross power spectrum calculation circuit, and the phase of the sound intensity from the outputs of the imaginary part extraction circuit and the real part extraction circuit And a correction value calculation circuit for calculating φ / sin φ (φ is the phase difference between the first and second microphones) from the phase of the sound intensity output from the phase calculation circuit, and the imaginary number. A sound intensifier comprising a part extraction circuit and a multiplier for multiplying the outputs of the correction value calculation circuit. Tea measuring device.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07198470A (en) * 1993-12-28 1995-08-01 Ono Sokki Co Ltd Acoustic intesity measuring apparatus
EP0802699A2 (en) * 1997-07-16 1997-10-22 Phonak Ag Method for electronically enlarging the distance between two acoustical/electrical transducers and hearing aid apparatus
US6522756B1 (en) 1999-03-05 2003-02-18 Phonak Ag Method for shaping the spatial reception amplification characteristic of a converter arrangement and converter arrangement
US6766029B1 (en) 1997-07-16 2004-07-20 Phonak Ag Method for electronically selecting the dependency of an output signal from the spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus
JP2010226760A (en) * 2003-02-26 2010-10-07 Fraunhofer Ges Method and device for reproducing natural or corrected spatial impression in multi-channel listening, as well as, computer program for carrying out the method
JP2011107084A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Jrc Tokki Co Ltd Acoustic signal processing device
US7973601B2 (en) 2009-05-21 2011-07-05 Fujitsu Limited Distortion compensation apparatus
JP2013068572A (en) * 2011-09-26 2013-04-18 A & D Co Ltd Acoustic intensity measurement method and device
US8654992B2 (en) 2007-08-27 2014-02-18 Fujitsu Limited Sound processing apparatus, method for correcting phase difference, and computer readable storage medium

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07198470A (en) * 1993-12-28 1995-08-01 Ono Sokki Co Ltd Acoustic intesity measuring apparatus
EP0802699A2 (en) * 1997-07-16 1997-10-22 Phonak Ag Method for electronically enlarging the distance between two acoustical/electrical transducers and hearing aid apparatus
EP0802699A3 (en) * 1997-07-16 1998-02-25 Phonak Ag Method for electronically enlarging the distance between two acoustical/electrical transducers and hearing aid apparatus
WO1999004598A1 (en) * 1997-07-16 1999-01-28 Phonak Ag Method for electronically selecting the dependency of an output signal from the spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus
US6766029B1 (en) 1997-07-16 2004-07-20 Phonak Ag Method for electronically selecting the dependency of an output signal from the spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus
US6522756B1 (en) 1999-03-05 2003-02-18 Phonak Ag Method for shaping the spatial reception amplification characteristic of a converter arrangement and converter arrangement
JP2010226760A (en) * 2003-02-26 2010-10-07 Fraunhofer Ges Method and device for reproducing natural or corrected spatial impression in multi-channel listening, as well as, computer program for carrying out the method
US8654992B2 (en) 2007-08-27 2014-02-18 Fujitsu Limited Sound processing apparatus, method for correcting phase difference, and computer readable storage medium
US7973601B2 (en) 2009-05-21 2011-07-05 Fujitsu Limited Distortion compensation apparatus
JP2011107084A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Jrc Tokki Co Ltd Acoustic signal processing device
JP2013068572A (en) * 2011-09-26 2013-04-18 A & D Co Ltd Acoustic intensity measurement method and device

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