सक्रिय रव नियंत्रण
सक्रिय शोर नियंत्रण (ANC), जिसे शोर रद्दीकरण (NC), या सक्रिय शोर में कमी (ANR) के रूप में भी जाना जाता है, विशेष रूप से पहले को रद्द करने के लिए डिज़ाइन की गई दूसरी ध्वनि को जोड़कर अवांछित ध्वनि को कम करने की एक विधि है। इस अवधारणा को पहली बार 1930 के दशक के अंत में विकसित किया गया था; बाद में 1950 के दशक में शुरू हुआ विकासात्मक कार्य अंततः 1980 के दशक के अंत में प्रौद्योगिकी के साथ वाणिज्यिक एयरलाइन हेडसेट (ऑडियो) के रूप में उपलब्ध हुआ। प्रौद्योगिकी का उपयोग सड़क वाहनों, मोबाइल टेलीफोन, ईयरबड्स और हेडफ़ोन में भी किया जाता है।
स्पष्टीकरण
ध्वनि एक पी-तरंग है, जिसमें संपीड़न (भौतिक) और दुर्लभता की वैकल्पिक अवधि होती है। एक शोर-निरस्तीकरण स्पीकर समान आयाम के साथ लेकिन मूल ध्वनि के सापेक्ष उल्टे चरण (एंटीपेज़ के रूप में भी जाना जाता है) के साथ एक ध्वनि तरंग का उत्सर्जन करता है। हस्तक्षेप (तरंग प्रसार) नामक एक प्रक्रिया में तरंगें एक नई लहर बनाने के लिए गठबंधन करती हैं, और प्रभावी रूप से एक दूसरे को रद्द कर देती हैं - एक प्रभाव जिसे विनाशकारी हस्तक्षेप कहा जाता है।
आधुनिक सक्रिय शोर नियंत्रण आमतौर पर एनालॉग सर्किट या अंकीय संकेत प्रक्रिया के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। अनुकूली एल्गोरिदम को पृष्ठभूमि शोर (पर्यावरण) या शोर (भौतिकी) शोर के तरंग का विश्लेषण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, फिर विशिष्ट एल्गोरिदम के आधार पर एक संकेत उत्पन्न होता है जो या तो चरण बदलाव करेगा या मूल सिग्नल की ध्रुवीयता को उलट देगा। यह उलटा संकेत (एंटीफेज में) तब प्रवर्धित होता है और एक ट्रांसड्यूसर विनाशकारी हस्तक्षेप पैदा करते हुए मूल तरंग के आयाम के सीधे आनुपातिकता (गणित) में एक ध्वनि तरंग बनाता है। यह बोधगम्य शोर की मात्रा को प्रभावी ढंग से कम करता है।
क्षीणन के लिए ध्वनि स्रोत के साथ एक शोर-रद्द करने वाला स्पीकर सह-स्थित हो सकता है। इस मामले में शोर को रद्द करने के लिए अवांछित ध्वनि के स्रोत के समान ऑडियो पावर स्तर होना चाहिए। वैकल्पिक रूप से, रद्दीकरण संकेत उत्सर्जित करने वाला ट्रांसड्यूसर उस स्थान पर स्थित हो सकता है जहां ध्वनि क्षीणन वांछित है (जैसे उपयोगकर्ता के कान)। रद्द करने के लिए इसे बहुत कम शक्ति स्तर की आवश्यकता होती है लेकिन यह केवल एक उपयोगकर्ता के लिए प्रभावी है। अन्य स्थानों पर शोर रद्दीकरण अधिक कठिन होता है क्योंकि अवांछित ध्वनि के त्रि-आयामी वेवफ्रंट और रद्दीकरण संकेत मेल खा सकते हैं और रचनात्मक और विनाशकारी हस्तक्षेप के वैकल्पिक क्षेत्र बना सकते हैं, कुछ स्थानों पर शोर को कम कर सकते हैं जबकि दूसरों में शोर को दोगुना कर सकते हैं। छोटे बंद स्थानों में (उदाहरण के लिए एक कार के यात्री डिब्बे में) वैश्विक शोर में कमी को कई स्पीकर और फीडबैक माइक्रोफ़ोन और बाड़े के मोडल प्रतिक्रियाओं के माप के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।
अनुप्रयोग
सुरक्षा के लिए क्षेत्र के प्रकार के आधार पर अनुप्रयोग 1-आयामी या 3-आयामी हो सकते हैं। आवधिक ध्वनियाँ, यहाँ तक कि जटिल ध्वनियाँ, तरंग रूप में पुनरावृत्ति के कारण यादृच्छिक ध्वनियों की तुलना में रद्द करना आसान होती हैं।
1-आयाम क्षेत्र की सुरक्षा आसान है और प्रभावी होने के लिए केवल एक या दो माइक्रोफ़ोन और स्पीकर की आवश्यकता होती है। कई व्यावसायिक अनुप्रयोग सफल रहे हैं: शोर-रद्द करने वाले हेडफ़ोन, सक्रिय गुलबंद, एंटी-खर्राटे डिवाइस, करोके मशीनों के लिए वोकल या सेंटर चैनल निष्कर्षण, और एयर कंडीशनिंग नलिकाओं में शोर का नियंत्रण। शब्द 1-आयाम शोर और सक्रिय वक्ता (यांत्रिक शोर में कमी) या सक्रिय वक्ता और श्रोता (हेडफ़ोन) के बीच एक साधारण पिस्टन संबंधी संबंध को संदर्भित करता है।
3-आयाम क्षेत्र की सुरक्षा के लिए कई माइक्रोफोन और स्पीकर की आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिक महंगा हो जाता है। एक श्रोता के स्थिर रहने से शोर में कमी अधिक आसानी से प्राप्त होती है, लेकिन यदि कई श्रोता हैं या यदि एक श्रोता अपना सिर घुमाता है या पूरे स्थान पर चलता है तो शोर कम करने की चुनौती को और अधिक कठिन बना दिया जाता है। हवा में अपेक्षाकृत कम श्रव्य तरंग दैर्ध्य के कारण उच्च आवृत्ति तरंगों को तीन आयामों में कम करना मुश्किल होता है। लगभग 800 हर्ट्ज पर साइनसोइडल शोर की हवा में तरंग दैर्ध्य औसत व्यक्ति के बाएं कान से दाहिने कान की दूरी से दोगुनी होती है;[1] सीधे सामने से आने वाले इस तरह के शोर को एक सक्रिय प्रणाली द्वारा आसानी से कम किया जा सकता है, लेकिन एक ओर से आने वाले शोर को एक कान में रद्द कर दिया जाता है, जबकि दूसरे पर प्रबलित किया जाता है, शोर को तेज बनाता है, नरम नहीं।[2] 1000 हर्ट्ज़ से ऊपर की उच्च आवृत्ति ध्वनियाँ कई दिशाओं से अप्रत्याशित रूप से रद्द और प्रबल होती हैं। संक्षेप में, त्रि-आयामी अंतरिक्ष में सबसे प्रभावी शोर में कमी में कम आवृत्ति ध्वनियां शामिल होती हैं। 3-डी शोर में कमी के वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में विमान के केबिन और कार के अंदरूनी हिस्सों की सुरक्षा शामिल है, लेकिन इन स्थितियों में, सुरक्षा मुख्य रूप से दोहराए जाने वाले (या आवधिक) शोर जैसे इंजन-, प्रोपेलर- या रोटर-प्रेरित शोर को रद्द करने तक सीमित है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक इंजन की चक्रीय प्रकृति विश्लेषण और शोर रद्दीकरण को लागू करना आसान बनाती है।
आधुनिक मोबाइल फोन वाक् संकेत से परिवेशी शोर को रद्द करने के लिए बहु-माइक्रोफ़ोन डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। ध्वनि माइक्रोफोन से मुंह से सबसे दूर [शोर संकेत] और मुंह के सबसे करीब से [वांछित संकेत] से कब्जा कर लिया जाता है। सिग्नल को वांछित सिग्नल से शोर को रद्द करने के लिए संसाधित किया जाता है, जिससे आवाज की ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार होता है।[citation needed] कुछ मामलों में, सक्रिय कंपन नियंत्रण को नियोजित करके शोर को नियंत्रित किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण उपयुक्त है जब किसी संरचना का कंपन कंपन को आसपास की हवा या पानी में जोड़कर अवांछित शोर पैदा करता है।
सक्रिय बनाम निष्क्रिय शोर नियंत्रण
शोर नियंत्रण ध्वनि उत्सर्जन को कम करने का एक सक्रिय या निष्क्रिय साधन है, अक्सर व्यक्तिगत आराम, पर्यावरणीय विचारों या कानूनी अनुपालन के लिए। सक्रिय शोर नियंत्रण एक शक्ति स्रोत का उपयोग करके ध्वनि में कमी है। निष्क्रिय शोर नियंत्रण शोर-पृथक सामग्री जैसे इन्सुलेशन, ध्वनि-अवशोषित टाइल, या मफलर के बजाय एक शक्ति स्रोत द्वारा ध्वनि में कमी है।
कम आवृत्तियों के लिए सक्रिय शोर रद्द करना सबसे उपयुक्त है। उच्च आवृत्तियों के लिए, मुक्त स्थान और मौन तकनीकों के क्षेत्र के लिए रिक्ति की आवश्यकताएं निषेधात्मक हो जाती हैं। ध्वनिक गुहा और वाहिनी आधारित प्रणालियों में, बढ़ती आवृत्ति के साथ नोड्स की संख्या तेजी से बढ़ती है, जो सक्रिय शोर नियंत्रण तकनीकों को जल्दी से अप्रबंधनीय बना देती है। उच्च आवृत्तियों पर निष्क्रिय उपचार अधिक प्रभावी हो जाते हैं और अक्सर सक्रिय नियंत्रण की आवश्यकता के बिना पर्याप्त समाधान प्रदान करते हैं।[3]
इतिहास
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शोर नियंत्रण प्रणाली के लिए पहला पेटेंट-U.S. Patent 2,043,416-1936 में आविष्कारक पॉल लुएग को प्रदान किया गया था। पेटेंट ने बताया कि लहर को चरणबद्ध रूप से आगे बढ़ाकर और ध्रुवता को उलट कर लाउडस्पीकर के आसपास के क्षेत्र में मनमानी ध्वनियों को रद्द करके नलिकाओं में साइनसोइडल टोन को कैसे रद्द किया जाए।[4] 1950 के दशक में लॉरेंस जे. फोगेल ने हेलीकॉप्टर और हवाई जहाज के कॉकपिट में शोर को रद्द करने के लिए सिस्टम का पेटेंट कराया। 1957 में विलार्ड मीकर ने सक्रिय शोर नियंत्रण का एक कामकाजी मॉडल विकसित किया, जो एक परिधीय ईयरमफ पर लागू होता है। इस हेडसेट में लगभग 50–500 Hz की सक्रिय क्षीणन बैंडविड्थ थी, जिसकी अधिकतम क्षीणन लगभग 20 dB थी।[4]1980 के दशक के अंत तक पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सक्रिय शोर कम करने वाला हेडसेट उपलब्ध हो गया। वे निकेल-कैडमियम बैटरी या सीधे विमान बिजली व्यवस्था से संचालित हो सकते हैं।
यह भी देखें
- सक्रिय ध्वनि डिजाइन
- जुटना (भौतिकी)
- शोर-रद्द करने वाला माइक्रोफ़ोन
संदर्भ
- ↑ Moylan, William (2006). Understanding and crafting the mix: the art of recording. Focal Press. p. 26. ISBN 0-240-80755-3.
- ↑ The average head is about 21.5 cm (8.5 in) from ear to ear. Assuming the speed of sound is 343 meters per second (1125 feet per second), the full wavelength of a tone of 1600 Hz reaches from ear to ear. A tone of half that frequency, 800 Hz, has a wavelength twice as long. A single such tone coming from the side will appear at the two ears 180 degrees out of phase—one ear compared to the other. An active noise control tone coming from a different angle will not be able to attenuate the original tone in both ears at once.
- ↑ "Active Noise Control" (PDF). medialab. December 2005. Archived from the original (PDF) on April 26, 2012.
- ↑ 4.0 4.1 "Evaluation of an Improved Active Noise Reduction Microphone using Speech Intelligibility and Performance-Based Testing, n.d." (PDF). hdl:10919/27111. Archived from the original on 2015-10-26. Retrieved 2020-09-23.
बाहरी संबंध
- BYU physicists quiet fans in computers, office equipment
- Anti-Noise, Quieting the Environment with Active Noise Cancellation Technology, IEEE Potentials, April 1992
- Christopher E. Ruckman's ANC FAQ (This page was created in 1994 and maintained until approximately 2010, but is no longer active.)
- Waves of Silence: Digisonix, active noise control, and the digital revolution
