Kodėl veikia triukšmą slopinančios ausinės?
Trumpas atsakymas: Triukšmą slopinančios ausinės veikia klausydamosi išorinio garso ir kurdamos atitinkamą garso bangą, kuri yra visiškai priešinga. Kai priešinga banga susiduria su pradiniu garsu, jos viena kitą panaikina, todėl girdite mažiau triukšmo.
Trumpas paaiškinimas
Garsas yra banga, sklindanti ore. Triukšmą slopinančiose ausinėse naudojami mažyčiai mikrofonai, skirti užfiksuoti išorinius garsus. Elektronika apverčia šias garso bangas, pakeisdama viršūnes į įdubas.
Tada ausinės atkuria apverstą garsą per garsiakalbius. Kai apversta banga susiduria su pradine banga, jos viena kitą panaikina procesu, vadinamu destruktyvia interferencija. Tai geriausiai veikia esant pastoviems, žemo dažnio garsams, pavyzdžiui, variklio dūzgimui.
Aukštiems, aštriems garsams labiau padeda putplasčio ausų pagalvėlės ir ausų prigludimas (pasyvi izoliacija) nei elektroninė dalis. Elektronika ir paminkštinimas kartu triukšmingose vietose skamba daug tyliau.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: destruktyvi interferencija (iš superpozicijos principo).
Garsas yra slėgio banga. Superpozicijos principas teigia, kad susidūrus dviem bangoms, jų slėgiai susilygina. Jei viena banga yra visiškai priešinga (180° fazės neatitikimas), slėgiai susilygina beveik iki nulio ir garsas panaikinamas – tai yra destruktyvi interferencija.
Aktyvios triukšmo kontrolės sistemos naudoja mikrofoną įeinančiam garsui matuoti, procesorių bangai apversti ir garsiakalbį apverstai bangai atkurti. Elektronika turi reaguoti greitai ir nuspėjamai, todėl ji geriausiai veikia esant pastoviems, pasikartojantiems žemesnių dažnių garsams, nes juos lengviau išmatuoti ir suderinti. Aukšto dažnio arba staigūs garsai keičiasi per greitai, kad elektronika galėtų sukurti visiškai priešingą efektą, todėl fizinis paminkštinimas padeda juos sumažinti.
Kaip mes tai žinome: inžinieriai ir mokslininkai matuoja garso lygius mikrofonais ir matuokliais ir lygina lygius su aktyviu slopinimu ir be jo, kad parodytų poveikį. Kontroliuojami laboratoriniai bandymai ir matavimai rodo sumažėjusį garso slėgį, kai taikomas slopinimas .
Pavyzdžiai gamtoje
- Lėktuvų ar kelionių ausinės, mažinančios variklio triukšmą
- Ausinės, naudojamos biuruose foniniam triukšmui sumažinti
- Ausinės miegui, slopinančios nuolatinį triukšmą, pavyzdžiui, oro kondicionierių skleidžiamą
- Ausinės, kurias keleiviai naudoja traukiniams ar autobusams nutildyti
Namų Darbai
Vandens bangų slopinimas
Sauga: Būkite atsargūs su išsiliejusiais skysčiais, kad grindys netaptų slidžios.
Priemonės
- negili kepimo forma arba skarda
- vanduo
- du lašintuvai arba du maži akmenukai
- liniuotė arba chronometras
Žingsniai
- Į skardą įpilkite negilų vandens sluoksnį ir padėkite jį ant stabilaus stalo.
- Kas sekundę lašintuvu bakstelėkite vandenį į vieną vietą, kad susidarytų tolygios raibuliacijos.
- Bakstelėkite į antrą vietą, kad raibuliacijos susiliestų su pirmąja bangų grupe per vidurį.
- Pabandykite antrą bakstelėjimą suderinti taip, kad vieno šaltinio ketera susiliestų su kito šaltinio įduba (pabandykite pakeisti šaukšto padėtį arba laiką).
- Stebėkite, kur raibuliacijos sumažėja arba beveik išnyksta. Ką tai rodo: Kai dvi bangos yra priešingos, jos viena kitą panaikina, kaip ir garso slopinimas.
Žodynas
- Destruktyvus interferencinis efektas: kai dvi bangos susitinka ir viena kitą sumažina arba panaikina.
- Fazė: padėtis bangų cikle (viršūnė, įduba arba vidurys); 180° fazės neatitikimas reiškia visiškai priešingą padėtį.
- Mikrofonas: įtaisas, kuris garso bangas paverčia elektriniais signalais.
- Aktyvus triukšmo slopinimas: elektronika, kuri sukuria apverstą garso bangą, kad slopintų triukšmą.
- Pasyvus izoliavimas: fizinis garso blokavimas (ausų pagalvėlės, putplastis arba sandarikliai).
Atsakymai į klausimus
Ar triukšmą slopinančios ausinės nutildo viską?
Ne. Jos geriausiai veikia esant pastoviam, žemo dažnio garsui; vis tiek gali būti girdimi staigūs ar aukšti garsai.
Ar ANC ausinės gali pažeisti mano ausis?
Ne, pats slopinimas nepažeidžia ausų, bet labai garsiai klausantis bet kokių ausinių, gali būti pakenkta klausai.
Ar jos veiks su garsiais varikliais ar statybvietėmis?
Jos padeda esant pastoviam variklio triukšmui, bet labai garsūs ar labai kintantys garsai gali būti nevisiškai pašalinti.