Pengantar Kebisingan Latar Belakang Di Bidang Teknik

Sebagai mahasiswa teknik atau insinyur, Anda tahu bahwa sistem elektronik ada di mana-mana, mulai dari ponsel, mobil, hingga peralatan di rumah Anda.

Tetapi Anda mungkin tidak tahu bahwa sistem ini memiliki musuh tersembunyi yang dapat memengaruhi seberapa baik mereka bekerja dan seberapa andal mereka: kebisingan latar belakang.

Kebisingan latar belakang, seperti dengungan kabel listrik atau interferensi dari perangkat lain, dapat merusak kualitas sinyal dan mempersulit sistem elektronik untuk bekerja.

Karena itu, penting untuk mengetahui banyak tentang kebisingan latar belakang dan cara menghilangkannya secara efektif.

Dalam posting blog ini, kita akan belajar tentang kebisingan latar belakang, termasuk dari mana asalnya, apa fungsinya, dan bagaimana menghentikannya agar tidak merusak elektronik.

Memahami Kebisingan Latar Belakang dalam Sistem Elektronik

Definisi formal:

Sinyal yang tidak diinginkan yang selalu ada dalam sistem elektronik atau lainnya, terlepas dari ada atau tidaknya sinyal yang tidak diinginkan.

Kebisingan latar belakang adalah energi apa pun yang tidak diinginkan atau mengganggu dan menghalangi sinyal komunikasi. Itu bisa berasal dari hal-hal alami seperti angin, hujan, salju, suhu, kelembaban, dan tarikan gravitasi bulan.

Itu juga bisa berasal dari hal-hal yang dibuat orang, seperti sistem elektronik, kerapatan spektral daya, medan magnet, saluran transmisi, generator, pembangkit listrik, komputer, atau ponsel.

Kebisingan latar mempengaruhi kualitas sinyal dalam sistem elektronik dengan mempersulit orang untuk berkomunikasi.

Noise adalah kesalahan atau gangguan acak dari sinyal informasi yang berguna dalam saluran komunikasi yang tidak diinginkan.

S/N atau SNR adalah singkatan dari rasio signal-to-noise.

Rasio signal-to-noise (S/N atau SNR) adalah cara untuk membandingkan kekuatan sinyal yang diinginkan dengan kekuatan kebisingan latar belakang. Dalam hal layanan jaringan, rasio S/N yang lebih tinggi lebih baik daripada rasio yang lebih rendah.

Jika rasio S/N sinyal Wi-Fi terlalu rendah, misalnya, dapat merusak kinerja jaringan karena mempersulit perangkat untuk membedakan sinyal yang mereka inginkan dari kebisingan.

Ini dapat menyebabkan paket dijatuhkan dan data dikirim berulang kali, menurunkan throughput dan meningkatkan latensi.

Bagaimana pelindungan dan pentanahan membantu mengurangi kebisingan latar belakang

Perisai dan pentanahan dapat membantu mengurangi kebisingan latar belakang dalam sistem elektronik dengan memberi semua perangkat satu titik pentanahan, mencegah putaran pentanahan, meningkatkan jarak antara penyerang dan jaring korban, menggunakan kabel berpelindung, dan menyiapkan sistem pentanahan yang tepat.

Kabel berpelindung dapat digunakan untuk mencegah derau elektrostatis masuk ke konduktor dan untuk menjaga derau elektrostatis di dalam pelindung. Menggunakan kabel berpelindung dengan cara yang benar akan membantu mengurangi kebisingan elektrostatis yang berasal dari mode umum.

Agar sistem DAQ memiliki masalah kebisingan yang lebih sedikit, pentanahan dan pengikatan pentanahan harus dilakukan selama tahap desain dan pemasangan.

Dengan mengikuti praktik terbaik ini, Anda dapat mengurangi jumlah derau sinyal yang memengaruhi jaringan kontrol proses dan memastikan sistem elektronik berfungsi dengan baik.

Perisai dapat membantu mengurangi interferensi elektromagnetik (EMI) dan interferensi frekuensi radio (RFI) dengan menempatkan penghalang konduktif antara perangkat dan sumber interferensi.

Membuka Kekuatan Kebisingan Latar Belakang: Dari Gangguan hingga Alat Kreatif

Masih sulit dimengerti? Biarkan saya mengubah sudut pandang sedikit:

Apakah Anda muak dengan suara sejernih kristal dan koneksi yang mudah di perangkat Anda? Apakah Anda ingin membuat sistem elektronik Anda lebih sulit dan lebih membuat frustrasi untuk digunakan? Nah, yang harus Anda lakukan hanyalah mendengarkan kebisingan latar belakang! Ya itu benar.

Anda dapat mengubah sistem yang berfungsi sempurna menjadi kekacauan yang kacau dengan membiarkan sinyal yang tidak diinginkan yang selalu ada di sistem elektronik mengamuk.

Tidak percaya kami? Duduk saja, santai saja, dan biarkan kebisingan di latar belakang melakukan tugasnya!

Oke, itu hanya lelucon yang dibuat agar terlihat seperti iklan TV.

Sekarang mari kita kembali ke penjelasan...

Mengukur dan Mengukur Kebisingan Latar Belakang

Kebisingan latar belakang dapat memengaruhi sistem elektronik.

Ini dapat menurunkan kualitas sinyal dan memengaruhi seberapa baik jaringan bekerja.

Penting untuk mengukur dan menghitung kebisingan latar belakang sehingga Anda dapat lebih memahami pengaruhnya terhadap Anda dan mencari cara untuk menghilangkannya.

Metode untuk Mengukur Kebisingan Latar Belakang

Dalam sistem elektronik, ada beberapa cara untuk mengukur dan menghitung kebisingan latar belakang.

Sumber derau yang mengirimkan sinyal derau yang dikenal ke sirkuit yang diinginkan adalah salah satu cara untuk melakukannya.

Ini memungkinkan untuk mengukur seberapa banyak noise acak yang ada di sirkuit.

Faktor derau juga digunakan dalam metode penguatan, yang merupakan cara lain untuk mengukur derau latar dalam suatu rangkaian.

Angka kebisingan sirkuit diukur dengan metode penguatan.

Angka kebisingan adalah ukuran seberapa banyak kebisingan yang ditambahkan sirkuit ke sinyal yang diberikan.

Penganalisis spektrum juga dapat mengukur jumlah daya derau pada output.

Perangkat ini mengukur spektrum daya sinyal dan dapat digunakan untuk menemukan sumber kebisingan dan mencari tahu seberapa kerasnya.

Satuan Pengukuran Tingkat Kebisingan Listrik

Unit pengukuran tingkat kebisingan listrik meliputi daya listrik N dalam watt atau dBm, tegangan root mean square (RMS) dalam volt, dBV, dan mean squared error (MSE) dalam volt kuadrat.

Pengukur Tingkat Suara

Sound level meter adalah alat yang mengukur jumlah kebisingan dalam desibel (dB).

Perangkat ini memiliki pengaturan yang disebut pembobotan A yang mengubah pembacaan agar sesuai dengan cara telinga manusia merespons frekuensi yang berbeda.

Pengukur tingkat suara sering digunakan untuk mengukur seberapa keras lingkungan, dan merupakan alat penting untuk menetapkan aturan dan peraturan tentang kebisingan.

Rasio Sinyal ke Derau (S/N)

Rasio signal-to-noise (S/N) adalah cara untuk membandingkan kekuatan sinyal yang diinginkan dengan kekuatan noise di latar belakang.

S/N biasanya diukur dalam desibel, dan logaritma basis-10 dapat digunakan untuk mengetahuinya.

Misalnya, jika Anda mengukur dalam mikrovolt, Anda dapat menggunakan rumus ini: S/N = 20 log10(Ps/Pn), di mana Ps adalah kekuatan sinyal dan Pn adalah kekuatan kebisingan di latar belakang.

Sumber Kebisingan Latar dalam Sistem Elektronik dan Cara Meminimalkan atau Menghilangkannya

Kebisingan dapat berasal dari dalam dan luar sistem elektronik. Noise yang berasal dari dalam amplifier disebut internal noise. Noise yang berasal dari luar sistem disebut external noise.

Kebisingan konduktif, yang masuk ke sistem melalui kabel, dan kebisingan terpancar, yang datang dari tempat lain melalui udara atau vakum, keduanya adalah jenis kebisingan eksternal.

Sirkuit elektronik pada perangkat yang tidak dibuat dengan baik dan tidak cukup menghalangi derau baik dari dalam maupun luar juga akan lebih rentan terhadap derau sinyal.

Penyaringan dan Pembumian

Salah satu cara untuk mengurangi atau menghilangkan kebisingan latar belakang dalam sistem elektronik adalah dengan memasang filter pada kabel tempat masuknya kebisingan.

Untuk melakukan ini, Anda dapat menambahkan klem ferit ke kabel agar lebih induktif.

Agar sistem DAQ memiliki masalah kebisingan yang lebih sedikit, mereka harus dirancang dan dipasang dengan pentanahan dan ikatan pentanahan yang tepat.

Menyiapkan bidang tanah dapat membantu mengurangi kebisingan dan memastikan bahwa semua sirkuit dalam sistem memiliki potensi referensi yang sama sehingga sinyal yang berbeda dapat dibandingkan.

Mengurangi Bandwidth

Mengurangi bandwidth sistem adalah cara lain yang baik untuk mengurangi gangguan sinyal.

Ini sama dengan mempersingkat waktu yang diperlukan untuk mengukur sinyal digital.

Jika penguat memiliki bandwidth yang sama dengan sinyal yang diperkuatnya, itu akan menambahkan lebih sedikit noise dari luar daripada penguat dengan bandwidth yang lebih tinggi.

Teknik Menghilangkan Kebisingan Latar Belakang dari Rekaman Audio atau Video dan Praktik Terbaik untuk Mencegah Kebisingan Latar Belakang

Menghapus Kebisingan Latar Belakang

Ada berbagai cara untuk menghilangkan kebisingan di latar belakang rekaman audio atau video.

Salah satu caranya adalah dengan menggunakan filter, seperti efek audio Pengurangan Kebisingan di TechSmith Camtasia atau efek pengurangan kebisingan di Audacity, yang melibatkan isolasi klip dan mengklik Efek, Pengurangan Kebisingan, Dapatkan Profil Kebisingan.

Ada juga perangkat lunak seperti Krisp, Wavosaur, Samson Sound Deck, Wavepad, dan NoiseGate yang dapat diunduh dan digunakan untuk mengurangi kebisingan latar belakang.

Mencegah Kebisingan Latar Belakang

Ada beberapa praktik terbaik yang dapat digunakan untuk menghentikan perekaman kebisingan latar belakang.

Salah satu pendekatan yang efektif adalah merekam di lingkungan yang tenang.

Hal ini dapat dilakukan dengan membuat jarak antara subjek dan mikrofon menjadi lebih kecil dan jarak antara mikrofon dan noise menjadi lebih besar.

Jika memungkinkan, penting juga untuk menyingkirkan sumber kebisingan latar belakang.

Misalnya, Anda dapat mematikan AC terdekat atau pindah ke tempat baru dengan kebisingan lalu lintas yang lebih sedikit.

Menggunakan mikrofon terarah juga dapat membantu mengurangi kebisingan latar belakang dengan berfokus pada sumber suara dan meminimalkan suara dari arah lain.

Kaca Depan dan Peningkatan/Penguatan Mikrofon

Menggunakan kaca depan yang bagus pada mikrofon saat merekam di luar adalah cara lain yang baik untuk mencegah kebisingan latar belakang menghalangi.

Bergantung pada perangkat yang digunakan untuk merekam suara, mengubah tingkat penguatan atau penguatan mikrofon juga dapat mengurangi kebisingan.

Rencana aksi

Terakhir, penting untuk mempelajari cara mengatasi kebisingan latar belakang dan membuat rencana tentang apa yang harus dilakukan jika terjadi kebisingan yang tidak terduga selama perekaman atau rapat.

Ini dapat membantu meningkatkan suara dan mengurangi kebisingan latar belakang.

Menghilangkan Kebisingan Latar Belakang dalam Teknologi Komunikasi

Kebisingan di latar belakang bisa menjadi masalah besar selama rapat online atau panggilan video.

Ada beberapa cara untuk menghilangkan kebisingan latar belakang dari mikrofon atau headset komputer, yang merupakan kabar baik.

Menggunakan Fitur Peredam Kebisingan Bawaan

Banyak bentuk komunikasi memiliki fitur peredam derau bawaan yang membuatnya lebih mudah didengar selama rapat atau panggilan saat ada derau di latar belakang.

Misalnya, aplikasi desktop Microsoft Teams dan aplikasi iOS keduanya memiliki tiga tingkat pengurangan kebisingan untuk membantu peserta rapat tetap pada tugas.

Menggunakan Aplikasi Penghilang Kebisingan Latar Belakang Pihak Ketiga

Cara lain untuk menghilangkan kebisingan latar belakang adalah dengan menggunakan aplikasi seperti Krisp, yang menggunakan teknologi bertenaga AI untuk meredam kebisingan di latar belakang.

Saat digunakan dengan alat komunikasi lain, aplikasi ini dapat meningkatkan kualitas suara panggilan.

Kedap Suara Kamar atau Mengubah Lokasi

Anda juga dapat menghilangkan kebisingan latar belakang dengan membuat kamar Anda kedap suara atau bergerak.

Selama sesi komunikasi, perubahan sederhana seperti menutup pintu dan jendela atau pindah ke ruangan yang lebih tenang dapat membantu mengurangi gangguan kebisingan.

Menyesuaikan Penempatan Mikrofon dan Speaker

Mengubah tempat mikrofon dan speaker Anda ditempatkan juga dapat membantu mengurangi kebisingan latar belakang.

Jika Anda meletakkan mikrofon lebih dekat ke mulut Anda, mikrofon dapat menangkap suara Anda di tengah kebisingan latar belakang.

Menjauhkan speaker dari mikrofon dapat mengurangi jumlah umpan balik dan kebisingan latar belakang.

Menggunakan Perangkat Rapi

Perangkat rapi secara otomatis menghilangkan kebisingan latar belakang untuk panggilan telepon dengan membuat gelembung virtual untuk rapat Anda dan mengurangi kebisingan tanpa meredam peserta.

Mikrofon pintar dan teknologi bilah speaker di Neat membantu membuat suara audio jernih dan mengurangi kebisingan latar belakang.

Meminimalkan Kebisingan Latar Belakang di Lingkungan Sehari-hari

Kebisingan di latar belakang adalah masalah umum di rumah, sekolah, tempat kerja, dan tempat umum.

Ada beberapa hal yang dapat dilakukan untuk mengurangi atau menghilangkan kebisingan latar belakang.

Sumber Kebisingan Latar Belakang di Lingkungan Sehari-hari

Beberapa sumber kebisingan latar belakang yang umum dalam kehidupan sehari-hari adalah:

• Sumber industri seperti pabrik tekstil, pabrik teknik, mesin cetak, dan industri logam.
• Peralatan keras dengan drum yang berjatuhan atau kipas yang berputar di rumah.
• Kebisingan di sekolah, seperti di ruang kelas, kafetaria, lorong, dan taman bermain.
• Kebisingan kerja di lingkungan industri dan manufaktur berat, seperti pertanian, kafetaria, atau bar.

Strategi untuk Meminimalkan Kebisingan Latar Belakang

• Penggunaan Penyumbat Telinga dan Penghalang.

Gunakan penyumbat telinga atau headphone peredam bising untuk mengurangi atau menghilangkan kebisingan latar belakang.

Ini bisa dipakai di tempat kerja atau saat tidur untuk mengurangi jumlah kebisingan dari lingkungan.

Dinding, pintu, dan jendela juga dapat digunakan untuk mengurangi getaran dan gelombang suara yang keras.

• Penggunaan Peralatan yang Lebih Tenang.

Di rumah-rumah, peralatan keras seperti drum berjatuhan atau kipas yang berputar harus diganti dengan yang lebih pelan.

Ini dapat mengurangi banyak kebisingan di rumah.

• Penggunaan Mesin White/Pink Noise.

Mesin derau putih juga dapat digunakan untuk menutupi kebisingan latar belakang karena menghasilkan suara stabil yang membantu meredam suara lain.

Tetapi mesin white noise mungkin bukan pilihan terbaik dalam semua situasi karena mereka juga dapat menambah tingkat kebisingan.

• Perawatan Akustik.

Menggunakan bahan seperti panel atau ubin untuk menyerap gelombang suara dan mengurangi waktu dengung disebut perawatan akustik.

Ini dapat sangat membantu di ruang kelas dan tempat lain di mana pembelajaran berlangsung di mana kebisingan di latar belakang dapat mengganggu.

• Modifikasi Rekayasa.

Di tempat kerja yang terlalu banyak kebisingan, pemberi kerja harus mencari tahu area atau tugas mana yang menyebabkan terlalu banyak kebisingan dan mengambil langkah untuk menguranginya.

Ini bisa berarti membuat perubahan pada sumber kebisingan atau lingkungan tempat kerja menggunakan teknik.

Contohnya meliputi:

• Menggunakan bahan penyerap suara di dinding, lantai, dan langit-langit.
• Melampirkan atau mengisolasi peralatan berisik.
• Memasang penghalang atau tirai suara untuk memblokir atau menyerap kebisingan.
• Alat pelindung diri.

Ketika teknologi tidak cukup untuk menyelesaikan masalah, masyarakat juga harus diberikan alat pelindung diri seperti penyumbat telinga atau penutup telinga.

Secara keseluruhan, ada sejumlah cara untuk mengurangi atau menghilangkan kebisingan latar belakang.

Ini mungkin termasuk mengubah sumber kebisingan, menggunakan alat pelindung diri, menata ulang furnitur, menggunakan panel akustik, menanam pohon, menggunakan mesin derau putih/merah muda, atau mengganti peralatan keras dengan yang lebih pelan.

Menghilangkan Kebisingan Latar Belakang dalam Sistem Elektronik

Pembatalan Kebisingan Aktif (ANC)

Teknologi Active Noise Control (ANC) digunakan dalam dunia bisnis untuk mengurangi kebisingan latar belakang dalam sistem elektronik.

Teknologi ANC bekerja dengan merekam kebisingan latar belakang, membalikkan sinyal kebisingan untuk membuat "anti-noise, dan kemudian menambahkannya ke sinyal keluaran.

ANC dapat dilakukan dengan sirkuit analog atau dengan memproses sinyal digital.

Pengurangan Derau Digital (DNR)

Skema Digital Noise Reduction (DNR) dibuat untuk menurunkan jumlah suara yang dihasilkan alat bantu dengar saat ada kebisingan.

Algoritme DNR melihat bentuk gelombang kebisingan latar belakang dan membuat sinyal yang mengubah fase frekuensi tersebut atau membuatnya lebih lemah secara real time.

Teknologi Digital Active Noise Cancellation (ANC) meredam kebisingan latar belakang sebesar>40dB, yang merupakan yang terbaik di pasaran.

Algoritma Tingkat Lanjut

Penekan kebisingan tingkat lanjut dapat dilakukan dengan bantuan algoritme tingkat lanjut.

Mikrofon omnidirectional ganda atau mikrofon omnidirectional quad digunakan untuk mengambil sinyal suara dari lingkungan.

Sinyal audio ini dikirim ke prosesor sinyal digital (DSP) yang menggunakan algoritme untuk membantu memisahkan dan menghilangkan kebisingan latar belakang.

Dengan algoritme yang lebih canggih, ini dapat mencakup isolasi dan penguatan ucapan sehingga Anda dapat mendengar dan didengar dengan jelas tidak peduli seberapa kerasnya.

Pembatalan derau aktif, pengurangan derau digital, dan algoritme canggih adalah semua metode canggih yang digunakan dalam industri untuk mengurangi derau latar dalam sistem elektronik.

Anda dapat melakukan hal ini dengan sirkuit analog atau pemrosesan sinyal digital, dan Anda dapat menggunakan dua atau empat mikrofon segala arah untuk mengambil suara dari lingkungan.

Pada akhirnya, peredam derau tingkat lanjut membantu memisahkan dan memblokir derau latar belakang, yang membuat ucapan menjadi lebih jelas dan mengurangi bunyi yang tidak diinginkan.

Cara Menghilangkan Kebisingan Latar Belakang di Audacity

Tip: Nyalakan tombol keterangan jika Anda membutuhkannya. Pilih "terjemahan otomatis" di tombol pengaturan, jika Anda tidak terbiasa dengan bahasa lisan. Anda mungkin perlu mengeklik bahasa video terlebih dahulu sebelum bahasa favorit Anda tersedia untuk diterjemahkan.

Bisakah suara-suara ini berguna?

Digunakan dalam:	Keterangan:
Penyamaran suara:	Di beberapa tempat, seperti kantor terbuka atau rumah sakit, mungkin sulit untuk menjaga privasi Anda dan mencegah orang lain mengganggu Anda. Penyembunyian suara adalah salah satu solusinya. Ini adalah saat kebisingan latar belakang sengaja ditambahkan untuk mempersulit mendengar percakapan dan suara lain. Misalnya, mesin derau putih atau generator suara alami dapat digunakan untuk membuat suara latar yang menenangkan yang menutupi suara yang lebih mengganggu di lingkungan.
Tanda air audio:	Audio watermarking adalah cara untuk melacak dari mana sinyal audio berasal atau siapa pemiliknya dengan menambahkan pengidentifikasi atau kode unik ke dalamnya. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan menambahkan jenis suara latar tertentu ke sinyal audio yang tidak dapat didengar manusia. Tapi itu bisa diambil oleh perangkat lunak atau peralatan dengan jenis sensor yang tepat.
Pemrosesan sinyal:	Beberapa tugas pemrosesan sinyal, seperti pengenalan ucapan atau pemrosesan gambar, dapat dibuat lebih akurat dengan menambahkan sejumlah kecil derau latar. Hal ini karena derau latar dapat membantu mengurangi efek overfitting atau bias dalam sistem dan membuatnya lebih tahan terhadap perubahan masukan.
Produksi audio atau musik:	Kebisingan latar belakang dapat digunakan dengan cara yang kreatif untuk menambah tekstur atau suasana pada lagu atau rekaman. Misalnya, suara hujan atau lalu lintas dapat digunakan di latar belakang lagu untuk mengatur suasana atau pemandangan tertentu.
Menguji dan menilai:	Selama pengujian dan evaluasi, kebisingan latar kadang-kadang dapat ditambahkan dengan sengaja ke sistem elektronik untuk membuatnya lebih seperti dunia nyata atau untuk menguji seberapa baik mereka bekerja di bawah tekanan. Misalnya, pabrikan mobil mungkin menguji sistem elektronik mobil dengan cara yang berbeda. Jenis kebisingan latar belakang untuk memastikannya bekerja dengan baik di semua situasi.

Kesimpulan

Pada akhirnya, background noise merupakan masalah besar dalam dunia engineering yang sering terabaikan.

Seperti yang telah kita lihat, ini dapat memengaruhi kualitas dan keandalan sistem elektronik dan sulit untuk dihilangkan sepenuhnya.

Namun kabar baiknya adalah ada banyak cara untuk mengurangi efeknya, dari yang sederhana seperti melindungi dan membumikan hingga yang lebih kompleks seperti algoritme pemrosesan sinyal dan peredam bising aktif.

Insinyur dapat membuat sistem elektronik yang kuat, andal, dan efisien dengan mengetahui dari mana kebisingan latar belakang berasal dan apa yang dapat mereka lakukan untuk menghilangkannya.

Jadi, lain kali Anda menemukan sistem elektronik yang bising, ingatlah bahwa kebisingan latar bukan hanya gangguan; itu juga merupakan tantangan teknik yang membutuhkan solusi kreatif dan pengetahuan teknis.