|
|||||||||
|
|
||||||||
13.07 - 17:40
Система активного шумоподавления ослабила звуки из открытого окна| Медицина
Ученые изготовили систему активного шумоподавления и протестировали ее в макетной комнате с полноразмерным бытовым окном. Оказалось, что в типичном для городского транспорта диапазоне частот с ее помощью удается заглушать до 10 децибел от среднего уровня звукового давления в помещении при открытом окне. Дальнейшие разработки подобных систем, вероятно, позволят совмещать естественную вентиляцию и шумоподавление в условиях города. Исследование опубликовано в журнале Nature. С точки зрения физики звук представляет собой волну механических колебаний в какой-либо среде — например, в воздухе. Источник шума вызывает смещение ближайших частиц среды, а те, в свою очередь, передают его соседним частицам — возмущение распространяется и, достигнув уха, заставляет нас слышать звук. Громкость звука при этом определяется величиной смещения частиц — то есть амплитудой волны: чем сильнее будут колебания, тем громче они прозвучат. Таким образом, чтобы подавить звук, необходимо уменьшить амплитуду колебаний — для этого обычно применяют два основных подхода: пассивное и активное шумоподавление. При пассивном шумоподавлении на пути распространения волны ставится некая преграда — объект, который так или иначе препятствует распространению звука и тем самым снижает уровень шума. В случае же активного шумоподавления ситуация совсем иная — такой метод предполагает создание второй звуковой волны в противофазе — то есть так, чтобы при наложении друг на друга колебания гасили друг друга. Чтобы полностью заглушить шум, нужно в точности скопировать гасимое возмущение, однако на практике добиться этого довольно сложно — нужно успевать записывать подавляемый звук или отслеживать уже уменьшенный шум и подбирать параметры генерируемой волны так, чтобы его минимизировать. Ученые из Великобритании, Сингапура и Японии под руководством Вхань Лам (Bhan Lam) из Наньянского технологического университета соорудили систему активного шумоподавления, которая нацелена на заглушение внешних звуков в помещении с открытым окном. Чтобы протестировать ее работу, исследователи использовали макетную комнату кубической формы, грани которой представляли собой квадратные фанерные доски с толщиной около 30 миллиметров и длиной стороны 2,1 метра. В одной из стен этой конструкции авторы установили двухпанельное раздвижное окно размером 1×1 метр с прикрепленной к нему решеткой (наличие таковой характерно для бытовых окон в Юго-Восточной Азии). На оконной решетке на расстоянии в 12,5 сантиметров друг от друга авторы закрепляли систему из 24 шумоподавляющих динамиков, каждый из которых мог генерировать свою звуковую волну отдельно от остальных. Внешние шумы разного вида создавались при помощи крупного динамика на расстоянии двух метров от окна, а посередине между ними располагался опорный микрофон, который улавливал непогашенные звуковые колебания и передавал информацию о них в контролирующую систему. На тренировочном этапе испытаний физики также использовали дополнительную систему из 24 микрофонов в 18 сантиметрах от окна внутри комнаты — используемый алгоритм настраивал работу шумоподавляющих динамиков так, чтобы эта система улавливала минимальное звуковое давление. В ходе основных измерений этот адаптивный механизм уже не использовался, и параметры генерации подавляющего звука на основе сигнала опорного микрофона фиксировались (на основе данных тренировочного этапа).
Bhan Lam et al. / Nature, 2020 Поделиться
Bhan Lam et al. / Nature, 2020 Поделиться Кроме того, выявленная неэффективность системы в борьбе с низкочастотными шумами побуждает к тому, чтобы в дальнейшем оптимизировать активное шумоподавление с учетом особенностей подавляемого звука. Исследователи полагают, что наиболее практичное решение — позаимствовать принцип действия шумоподавляющих наушников, и в зависимости от внешнего сигнала переключать систему между несколькими режимами работы. Ранее мы рассказывали о том, как теоретики разработали шумоподавляющую сеть из осцилляторов с произвольными параметрами, а нейробиологи обнаружили функцию встроенного шумоподавления в мозге мышей. Николай Мартыненко https://nplus1.ru/ Ключевые слова:
|
|||||||||
Читайте также:
Небезпека зловживання цукром: як цукор робить нас непривабливимиУ сучасному світі зловживання цукром стало надзвичайно поширеною проблемою Przydatne pokarmy dla układu nerwowego: porady dietetykaUkład nerwowy to jeden z najważniejszych układów organizmu, który wymaga szczególnej uwagi i troski. Nützliche Lebensmittel für das Nervensystem: Ratschläge eines ErnährungsberatersDas Nervensystem ist eines der wichtigsten Systeme des Körpers, das besondere Aufmerksamkeit und Pflege erfordert. Useful foods for the nervous system: nutritionist's adviceThe nervous system is one of the most important systems of the body, which requires special attention and care. Полезные продукты для нервной системы: советы диетологаНервная система — одна из важнейших систем организма, требующая особого внимания и ухода. |
|||||||||
|