सक्रिय रव नियंत्रण
सक्रिय रव नियंत्रण (एएनसी), जिसे रव रद्दीकरण (एनसी), या सक्रिय रव में कमी (एएनआर) 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 सर्वप्रथम 1930 के दशक के अंत में विकसित किया गया था; बाद में 1950 के दशक में प्रारम्भ हुआ विकासात्मक कार्य अंततः 1980 के दशक के अंत में प्रौद्योगिकी के साथ वाणिज्यिक एयरलाइन हेडसेट( श्रव्य ) के रूप में उपलब्ध हुआ। प्रौद्योगिकी का उपयोग सड़क वाहनों, मोबाइल टेलीफोन, ईयरबड्स और हेडफ़ोन में भी किया जाता है।
स्पष्टीकरण
ध्वनि एक दाब तरंग है, जिसमें संपीड़न (भौतिक) और विरलन की वैकल्पिक अवधि होती है। रव-रद्दीकरण स्पीकर समान आयाम के साथ परन्तु मूल ध्वनि के सापेक्ष उल्टे चरण (प्रत्यवस्था के रूप में भी जाना जाता है) के साथ ध्वनि तरंग का उत्सर्जन करता है। व्यतिकरण(तरंग प्रसार) नामक प्रक्रिया में तरंगें एक नई तरंग बनाने के लिए संयोजन करती हैं, और प्रभावी रूप से एक दूसरे को रद्द कर देती हैं - एक प्रभाव जिसे विनाशकारी व्यतिकरण कहा जाता है।
आधुनिक सक्रिय रव नियंत्रण सामान्यतः एनालॉग परिपथ या अंकीय संकेत प्रक्रिया के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। अनुकूली कलन विधि को परिप्रेक्ष्य रव (पर्यावरण) या रव (भौतिकी) रव के तरंग का विश्लेषण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, फिर विशिष्ट कलन विधि के आधार पर एक संकेत उत्पन्न होता है जो या तो चरण बदलाव करेगा या मूल संकेत की ध्रुवीयता को उलट देगा। यह उलटा संकेत(प्रत्यवस्था में) तब प्रवर्धित होता है और एक पारक्रमित्र विनाशकारी व्यतिकरण उत्पन्न करते हुए मूल तरंग के आयाम के प्रत्यक्षतया आनुपातिकता(गणित) में ध्वनि तरंग बनाता है। यह बोधगम्य रव की मात्रा को प्रभावी रूप से कम करता है।
क्षीणन के लिए ध्वनि स्रोत के साथ रव-रद्द करने वाला स्पीकर सह-स्थित हो सकता है। इस स्थिति में रव को रद्द करने के लिए अवांछित ध्वनि के स्रोत के समान श्रव्य षक्ति स्तर होना चाहिए। वैकल्पिक रूप से, रद्दीकरण संकेत उत्सर्जित करने वाला पारक्रमित्र 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 परन्तु यह मात्र एक उपयोगकर्ता के लिए प्रभावी है। अन्य स्थानों पर रव रद्दीकरण अधिक कठिन होता है क्योंकि अवांछित ध्वनि के त्रि-आयामी तरंगाग्र और रद्दीकरण संकेत मेल खा सकते हैं और रचनात्मक और विनाशकारी व्यतिकरण के वैकल्पिक क्षेत्र बना सकते हैं, कुछ स्थानों पर रव को कम कर सकते हैं जबकि दूसरों में रव को दोगुना कर सकते हैं। छोटे बंद स्थानों में(उदाहरण के लिए एक कार के यात्री डिब्बे में) वैश्विक रव में कमी को कई स्पीकर और प्रतिपुष्टि माइक्रोफ़ोन और अंत क्षेत्र के राग संबंधी 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 मात्र एक या दो माइक्रोफ़ोन और स्पीकर की आवश्यकता होती है। कई व्यावसायिक अनुप्रयोग सफल रहे हैं: रव-रद्द करने वाले हेडफ़ोन, सक्रिय मफलर, विरोधी-खर्राटे उपकरण, करोके मशीन के लिए ध्वनिकारक या केंद्र चैनल निष्कर्षण, और वातानुकूलन नलिकाओं में रव का नियंत्रण। शब्द 1-आयाम रव और सक्रिय वक्ता(यांत्रिक रव 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 रव में कमी अधिक आसानी से प्राप्त होती है, परन्तु यदि कई श्रोता हैं या यदि एक श्रोता अपना सिर घुमाता है या पूरे स्थान पर चलता है तो रव कम करने की चुनौती को और अधिक कठिन बना दिया जाता है। वायु में अपेक्षाकृत कम श्रव्य तरंग दैर्ध्य के कारण उच्च आवृत्ति तरंगों को तीन आयामों में कम करना जटिल होता है। सन्निकटत 800 हर्ट्ज पर ज्यावंक्रीय रव की वायु में तरंग दैर्ध्य औसत व्यक्ति के बाएं कान से दाहिने कान की दूरी से दोगुनी होती है;[1] प्रत्यक्षतया सामने से आने वाले इस प्रकार के रव को एक सक्रिय प्रणाली द्वारा आसानी से कम किया जा सकता है, परन्तु एक ओर से आने वाले रव को एक कान में रद्द कर दिया जाता है, जबकि दूसरे पर प्रबलित किया जाता है, रव को तीव्र बनाता है, मृदु 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 स्थान में सबसे प्रभावी रव में कमी में कम आवृत्ति ध्वनियां सम्मिलित होती हैं। 3-D रव में कमी के वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में विमान के कक्ष और कार के अंदरूनी भागों की सुरक्षा सम्मिलित है, परन्तु इन स्थितियों में, सुरक्षा मुख्य रूप से दोहराए जाने वाले(या आवधिक) रव जैसे इंजन-, प्रणोदक- या घूर्णक-प्रेरित रव को रद्द करने तक सीमित है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक इंजन की चक्रीय प्रकृति विश्लेषण और रव रद्दीकरण को लागू करना आसान बनाती है।
आधुनिक मोबाइल फोन वाक् संकेत से परिवेशी रव को रद्द करने के लिए बहु-माइक्रोफ़ोन डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। ध्वनि माइक्रोफोन से मुंह से सबसे दूर [रव संकेत] और मुंह के सबसे समीप से [वांछित संकेत] से अधिकृत कर लिया जाता है। संकेत को वांछित संकेत से रव को रद्द करने के लिए संसाधित किया जाता है, जिससे वाच्य की ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार होता है।[citation needed]
कुछ स्थितियों में, सक्रिय कंपन नियंत्रण को नियोजित करके रव को नियंत्रित किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण उपयुक्त है जब किसी संरचना का कंपन कंपन को आसपास की वायु या पानी में जोड़कर अवांछित रव उत्पन्न करता है।
सक्रिय बनाम निष्क्रिय रव नियंत्रण
रव नियंत्रण ध्वनि उत्सर्जन को कम करने का एक सक्रिय या निष्क्रिय साधन है, प्रायः व्यक्तिगत आराम, पर्यावरणीय विचारों या कानूनी अनुपालन के लिए। सक्रिय रव नियंत्रण शक्ति स्रोत का उपयोग करके ध्वनि में कमी है। निष्क्रिय रव नियंत्रण रव-पृथक सामग्री जैसे अंतरायन, ध्वनि-अवशोषित टाइल, या मफलर के अतिरिक्त शक्ति स्रोत द्वारा ध्वनि में कमी है।
कम आवृत्तियों के लिए सक्रिय रव 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 निस्पंद की संख्या तीव्र से बढ़ती है, जो सक्रिय रव नियंत्रण तकनीकों को शीघ्रता से अप्रबंधनीय बना देती है। उच्च आवृत्तियों पर निष्क्रिय उपचार अधिक प्रभावी हो जाते हैं और प्रायः सक्रिय नियंत्रण की आवश्यकता के बिना पर्याप्त समाधान प्रदान करते हैं।[3]
इतिहास
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रव नियंत्रण प्रणाली के लिए प्रथम पेटेंट-U.S. Patent 2,043,416-1936 में आविष्कारक पॉल लुएग को प्रदान किया गया था। पेटेंट ने बताया कि तरंग को चरणबद्ध रूप से आगे बढ़ाकर और ध्रुवता को उलट कर लाउडस्पीकर के आसपास के क्षेत्र में यादृच्छिक ध्वनियों को रद्द करके नलिकाओं में ज्यावंक्रीय सुर को कैसे रद्द किया जाए।[4] 1950 के दशक में लॉरेंस जे. फोगेल ने हेलीकॉप्टर और विमान के कॉकपिट में रव को रद्द करने के लिए प्रणाली का पेटेंट कराया। 1957 में विलार्ड मीकर ने सक्रिय रव नियंत्रण का एक कार्यकारी मॉडल विकसित किया, जो एक परिधीय ईयरमफ पर लागू होता है। इस हेडसेट में सन्निकटत 50–500 Hz की सक्रिय क्षीणन तरंग पट्ट थी, जिसमें सन्निकटत 20 dB का अधिकतम क्षीणन था।[4]1980 के दशक के अंत तक प्रथम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सक्रिय रव कम करने वाला हेडसेट उपलब्ध हो गया। वे निकेल-कैडमियम बैटरी या प्रत्यक्षतया विमान शक्ति व्यवस्था से संचालित हो सकते हैं।
यह भी देखें
- सक्रिय ध्वनि डिजाइन
- संसक्तता(भौतिकी)
- रव-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 Cएएनसीellation Technology, IEEE Potentials, April 1992
- Christopher E. Ruckman's एएनसी FAQ(This page was created in 1994 and maintained until approximately 2010, but is no longer active.)
- Waves of Sileएनसीe: Digisonix, active noise control, and the digital revolution
