Como estudante de engenharia ou engenheiro, você sabe que os sistemas eletrônicos estão em toda parte, desde o telefone até o carro e os eletrodomésticos da sua casa.
Mas você pode não saber que esses sistemas têm um inimigo oculto que pode afetar o desempenho e a confiabilidade deles: o ruído de fundo.
O ruído de fundo, como o zumbido de fios elétricos ou a interferência de outros dispositivos, pode prejudicar a qualidade dos sinais e dificultar o funcionamento dos sistemas eletrônicos.
Por isso, é importante saber muito sobre o ruído de fundo e como eliminá-lo de forma eficaz.
Nesta postagem do blog, aprenderemos sobre o ruído de fundo, incluindo de onde vem, o que faz e como impedir que estrague a eletrônica.
Compreendendo o Ruído de Fundo em Sistemas Eletrônicos
Definição formal:
Os sinais indesejados que estão sempre presentes em um sistema eletrônico ou outro, independentemente da presença ou não do sinal indesejado.
Ruído de fundo é qualquer energia indesejada ou incômoda que atrapalha um sinal de comunicação. Pode vir de coisas naturais como vento, chuva, neve, temperatura, umidade e atração gravitacional da lua.
Também pode vir de coisas que as pessoas fizeram, como sistemas eletrônicos, densidade espectral de energia, campos magnéticos, linhas de transmissão, geradores, usinas de energia, computadores ou telefones celulares.
O ruído de fundo afeta a qualidade dos sinais em sistemas eletrônicos, dificultando a comunicação entre as pessoas.
Ruído é um erro ou distúrbio aleatório de um sinal de informação útil em um canal de comunicação que não é desejado.
S/N ou SNR significa relação sinal-ruído.
A relação sinal-ruído (S/N ou SNR) é uma forma de comparar a intensidade de um sinal desejado com a intensidade do ruído de fundo. Quando se trata de serviços de rede, uma relação S/R mais alta é melhor do que uma mais baixa.
Se a relação S/R dos sinais Wi-Fi for muito baixa, por exemplo, pode prejudicar o desempenho da rede porque dificulta que os dispositivos diferenciem o sinal que desejam do ruído.
Isso pode fazer com que os pacotes sejam descartados e os dados sejam enviados repetidamente, diminuindo a taxa de transferência e aumentando a latência.
Como a blindagem e o aterramento ajudam a reduzir o ruído de fundo
A blindagem e o aterramento podem ajudar a reduzir o ruído de fundo em sistemas eletrônicos, fornecendo a todos os dispositivos um único ponto de aterramento, evitando loops de aterramento, aumentando a distância entre o agressor e as redes de vítimas, usando cabos blindados e estabelecendo um sistema de aterramento adequado.Cabos blindados podem ser usados para evitar que o ruído eletrostático entre nos condutores e para manter o ruído eletrostático dentro da blindagem. O uso correto de cabos blindados ajudará a reduzir o ruído eletrostático proveniente do modo comum.
Para que o sistema DAQ tenha menos problemas de ruído, o aterramento e a ligação à terra devem ser feitos durante as fases de projeto e instalação.
Ao seguir essas práticas recomendadas, você pode reduzir a quantidade de ruído de sinal que afeta as redes de controle de processo e garantir que os sistemas eletrônicos estejam funcionando corretamente.
A blindagem pode ajudar a reduzir a interferência eletromagnética (EMI) e a interferência de radiofrequência (RFI) colocando uma barreira condutiva entre o dispositivo e a fonte de interferência.
Desvendando o poder do ruído de fundo: de incômodo a ferramenta criativa
Ainda difícil de entender? Deixe-me mudar um pouco o ponto de vista:
Você está cansado de ter um som cristalino e conexões fáceis em seus dispositivos? Você quer tornar seus sistemas eletrônicos mais difíceis e frustrantes de usar? Bem, tudo o que você precisa fazer é ouvir o ruído de fundo! Sim isso está certo.
Você pode transformar um sistema que funciona perfeitamente em uma bagunça caótica, deixando os sinais indesejados que estão sempre presentes em sistemas eletrônicos correrem descontroladamente.
Não acredita em nós? Apenas sente-se, relaxe e deixe o barulho de fundo fazer o seu trabalho!
Ok, isso foi apenas uma piada feita para parecer um anúncio de TV.
Agora vamos a explicação...
Medindo e Quantificando o Ruído de Fundo
O ruído de fundo pode afetar os sistemas eletrônicos.
Isso pode diminuir a qualidade dos sinais e afetar o funcionamento de uma rede.
É importante medir e contar o ruído de fundo para que você possa entender melhor como isso afeta você e encontrar maneiras de se livrar dele.
Métodos para medir o ruído de fundo
Em sistemas eletrônicos, existem várias maneiras de medir e contar o ruído de fundo.
Uma fonte de ruído que envia um sinal de ruído conhecido para o circuito de interesse é uma maneira de fazer isso.
Isso torna possível medir quanto ruído aleatório existe em um circuito.
O fator de ruído também é usado no método de ganho, que é outra maneira de medir o ruído de fundo em um circuito.
A figura de ruído de um circuito é medida pelo método de ganho.
A figura de ruído é uma medida de quanto ruído o circuito adiciona ao sinal que recebe.
Um analisador de espectro também pode medir a quantidade de potência de ruído na saída.
Este dispositivo mede o espectro de potência de um sinal e pode ser usado para encontrar fontes de ruído e descobrir o quão alto elas são.
Unidades de Medida para Níveis de Ruído Elétrico
As unidades de medição do nível de ruído elétrico incluem potência elétrica N em watts ou dBm, tensão quadrática média (RMS) em volts, dBV e erro quadrático médio (MSE) em volts ao quadrado.
Medidores de Nível de Som
Os medidores de nível de som são ferramentas que medem a quantidade de ruído em decibéis (dB).
Esses dispositivos têm uma configuração chamada ponderação A, que altera as leituras para corresponder à maneira como o ouvido humano responde a diferentes frequências.
Os medidores de nível de som são frequentemente usados para medir o nível de ruído do ambiente e são uma ferramenta importante para definir regras e regulamentos sobre ruído.
Relação sinal-ruído (S/N)
A relação sinal-ruído (S/N) é uma maneira de comparar a intensidade de um sinal desejado com a intensidade do ruído de fundo.
S/N geralmente é medido em decibéis, e um logaritmo de base 10 pode ser usado para descobrir isso.
Por exemplo, se você medir em microvolts, poderá usar esta fórmula: S/N = 20 log10(Ps/Pn), onde Ps é a potência do sinal e Pn é a potência do ruído de fundo.
Fontes de ruído de fundo em sistemas eletrônicos e como minimizá-las ou eliminá-las
O ruído pode vir de dentro e de fora dos sistemas eletrônicos. O ruído que vem de dentro do amplificador é chamado de ruído interno. O ruído que vem de fora do sistema é chamado de ruído externo.
O ruído condutivo, que entra no sistema através de cabos, e o ruído irradiado, que vem de algum outro lugar através do ar ou do vácuo, são ambos tipos de ruído externo.
Circuitos eletrônicos em dispositivos que não são bem feitos e não bloqueiam ruídos internos e externos também serão mais suscetíveis a ruídos de sinal.
Filtragem e Aterramento
Uma maneira de reduzir ou eliminar o ruído de fundo em sistemas eletrônicos é colocar filtros nos cabos por onde o ruído está chegando.
Para fazer isso, você pode adicionar grampos de ferrite a um cabo para torná-lo mais indutivo.
Para que os sistemas DAQ tenham menos problemas de ruído, eles devem ser projetados e instalados com aterramento e ligação de aterramento adequados.
A configuração de um plano de aterramento pode ajudar a reduzir o ruído e garantir que todos os circuitos em um sistema tenham o mesmo potencial de referência para que diferentes sinais possam ser comparados.
Reduzindo a Largura de Banda
Reduzir a largura de banda do sistema é outra boa maneira de reduzir o ruído do sinal.
Isso é o mesmo que encurtar o tempo necessário para medir um sinal digital.
Se um amplificador tiver a mesma largura de banda que o sinal que está amplificando, ele adicionará menos ruído externo do que um com largura de banda maior.
Técnicas para remover ruído de fundo de gravações de áudio ou vídeo e práticas recomendadas para evitar ruído de fundo
Removendo Ruído de Fundo
Existem diferentes maneiras de eliminar o ruído de fundo das gravações de áudio ou vídeo.
Uma maneira é usar um filtro, como o efeito de áudio Redução de Ruído no TechSmith Camtasia ou o efeito de redução de ruído no Audacity, que envolve isolar o clipe e clicar em Efeito, Redução de Ruído, Obter Perfil de Ruído.
Existem também ferramentas de software como Krisp, Wavosaur, Samson Sound Deck, Wavepad e NoiseGate que podem ser baixadas e usadas para reduzir o ruído de fundo.
Prevenção de Ruído de Fundo
Existem algumas práticas recomendadas que podem ser usadas para impedir que o ruído de fundo seja gravado.
Uma abordagem eficaz é gravar em um ambiente silencioso.
Isso pode ser feito diminuindo o espaço entre o objeto e o microfone e aumentando o espaço entre o microfone e o ruído.
Sempre que possível, também é importante eliminar as fontes de ruído de fundo.
Por exemplo, você pode desligar os condicionadores de ar próximos ou mudar para um novo local com menos ruído do tráfego.
O uso de microfones direcionais também pode ajudar a reduzir o ruído de fundo, concentrando-se na fonte sonora e minimizando os sons de outras direções.
Pára-brisas e aumento/ganho do microfone
Usar bons pára-brisas nos microfones ao gravar ao ar livre é outra boa maneira de evitar que o ruído de fundo atrapalhe.
Dependendo do dispositivo usado para gravar sons, alterar o nível de aumento ou ganho do microfone também pode reduzir o ruído.
Plano de ação
Por fim, é importante aprender a lidar com ruídos de fundo e planejar o que fazer caso surjam ruídos inesperados durante gravações ou reuniões.
Isso pode ajudar a melhorar o som e tornar o ruído de fundo menos perceptível.
Eliminando o Ruído de Fundo nas Tecnologias de Comunicação
O ruído de fundo pode ser um grande problema durante reuniões online ou videochamadas.
Existem algumas maneiras de se livrar do ruído de fundo dos microfones ou fones de ouvido do computador, o que é uma boa notícia.
Usando recursos integrados de cancelamento de ruído
Muitas formas de comunicação possuem recursos integrados de cancelamento de ruído que facilitam a audição durante reuniões ou chamadas quando há ruído de fundo.
Por exemplo, o aplicativo de desktop do Microsoft Teams e o aplicativo iOS têm três níveis de supressão de ruído para ajudar os participantes da reunião a permanecerem concentrados.
Usando aplicativos de remoção de ruído de fundo de terceiros
Outra maneira de se livrar do ruído de fundo é usar aplicativos como o Krisp, que usa tecnologia baseada em IA para cancelar o ruído de fundo.
Quando usados com outras ferramentas de comunicação, esses aplicativos podem melhorar a qualidade do som das chamadas.
Insonorização da sala ou mudança de local
Você também pode se livrar do ruído de fundo isolando seu quarto ou se movendo.
Durante as sessões de comunicação, mudanças simples como fechar portas e janelas ou mudar para uma sala mais silenciosa podem ajudar a reduzir a interferência do ruído.
Ajustando o posicionamento do microfone e do alto-falante
Alterar a localização do microfone e dos alto-falantes também pode ajudar a reduzir o ruído de fundo.
Se você colocar o microfone mais próximo da boca, ele poderá captar sua voz em meio a ruídos de fundo.
Manter os alto-falantes longe do microfone pode reduzir a quantidade de feedback e ruído de fundo.
Usando Dispositivos Neat
Os dispositivos elegantes eliminam automaticamente o ruído de fundo para chamadas telefônicas, criando uma bolha virtual para sua reunião e reduzindo o ruído sem abafar os participantes.
O microfone inteligente e a tecnologia de barra de alto-falante no Neat ajudam a tornar o som do áudio cristalino e reduzem o ruído de fundo.
Minimizando o ruído de fundo em ambientes cotidianos
O ruído de fundo é um problema comum em residências, escolas, locais de trabalho e locais públicos.
Há uma série de coisas que podem ser feitas para reduzir ou eliminar o ruído de fundo.
Fontes de ruído de fundo em ambientes cotidianos
Algumas fontes comuns de ruído de fundo na vida diária são:
- Fontes industriais, como fábricas têxteis, fábricas de engenharia, impressoras e indústrias de metal.
- Aparelhos barulhentos com tambores ruidosos ou ventiladores zumbindo nas residências.
- Ruído nas escolas, como nas salas de aula, refeitórios, corredores e playgrounds.
- Ruído ocupacional em ambientes industriais e de manufatura pesados, como fazendas, lanchonetes ou bares.
Estratégias para minimizar o ruído de fundo
- Uso de protetores auriculares e barreiras.
Use tampões de ouvido ou fones de ouvido com cancelamento de ruído para reduzir ou eliminar o ruído de fundo.
Estes podem ser usados no trabalho ou durante o sono para reduzir a quantidade de ruído do ambiente.
Paredes, portas e janelas também podem ser usadas para reduzir vibrações e ondas sonoras altas.
- Uso de aparelhos mais silenciosos.
Em residências, aparelhos barulhentos, como tambores barulhentos ou ventiladores barulhentos, devem ser substituídos por outros mais silenciosos.
Isso pode reduzir muito o ruído em casa.
- Uso de Máquinas de Ruído Branco/Rosa.
As máquinas de ruído branco também podem ser usadas para encobrir o ruído de fundo, pois emitem um som constante que ajuda a abafar outros sons.
Mas as máquinas de ruído branco podem não ser a melhor escolha em todas as situações porque também podem aumentar o nível de ruído.
- Tratamento Acústico.
O uso de materiais como painéis ou telhas para absorver as ondas sonoras e reduzir o tempo de reverberação é chamado de tratamento acústico.
Isso pode ser especialmente útil em salas de aula e outros locais onde ocorre o aprendizado, onde o ruído de fundo pode distrair.
- Modificações de Engenharia.
Em locais de trabalho onde há muito ruído, os empregadores devem descobrir quais áreas ou tarefas causam muito ruído e tomar medidas para reduzi-lo.
Isso pode significar fazer alterações na fonte de ruído ou no ambiente de trabalho usando engenharia.
Exemplos incluem:
- Usando materiais de absorção de som em paredes, pisos e tetos.
- Fechar ou isolar equipamentos ruidosos.
- Instalar barreiras ou cortinas de som para bloquear ou absorver o ruído.
- Equipamento de proteção pessoal.
Quando a tecnologia não é suficiente para resolver o problema, as pessoas também devem receber equipamentos de proteção individual, como tampões ou protetores auriculares.
No geral, existem várias maneiras de reduzir ou eliminar o ruído de fundo.
Isso pode incluir mudanças na fonte do ruído, uso de equipamento de proteção individual, reorganização de móveis, uso de painéis acústicos, plantio de árvores, uso de máquinas de ruído branco/rosa ou substituição de aparelhos barulhentos por outros mais silenciosos.
Eliminando o Ruído de Fundo em Sistemas Eletrônicos
Cancelamento ativo de ruído (ANC)
A tecnologia Active Noise Control (ANC) é usada no mundo dos negócios para reduzir o ruído de fundo em sistemas eletrônicos.
A tecnologia ANC funciona gravando o ruído de fundo, invertendo o sinal de ruído para fazer "anti-ruído e adicionando-o ao sinal de saída.
O ANC pode ser feito com circuitos analógicos ou processando sinais digitais.
Redução de Ruído Digital (DNR)
Os esquemas de Redução de Ruído Digital (DNR) são feitos para diminuir a quantidade de som que os aparelhos auditivos fazem quando há ruído.
Os algoritmos DNR analisam a forma de onda do ruído de fundo e produzem um sinal que altera a fase dessa frequência ou a torna mais fraca em tempo real.
A tecnologia Digital Active Noise Cancellation (ANC) cancela o ruído de fundo em>40dB, que é a melhor do mercado.
Algoritmos Avançados
A supressão de ruído avançada pode ser feita com a ajuda de algoritmos avançados.
Microfones omnidirecionais duplos ou microfones omnidirecionais quádruplos são usados para captar sinais sonoros do ambiente.
Esses sinais de áudio são enviados para um processador de sinal digital (DSP) que usa algoritmos para ajudar a separar e eliminar o ruído de fundo.
Com algoritmos mais avançados, isso pode incluir isolar e amplificar a fala para que você possa ouvir e ser ouvido claramente, não importa o quão alto seja.
Cancelamento de ruído ativo, redução de ruído digital e algoritmos avançados são métodos avançados usados na indústria para reduzir o ruído de fundo em sistemas eletrônicos.
Você pode fazer essas coisas com circuitos analógicos ou processamento de sinal digital e pode usar dois ou quatro microfones omnidirecionais para captar sons do ambiente.
No final, a supressão de ruído avançada ajuda a separar e bloquear o ruído de fundo, o que torna a fala mais clara e reduz os sons indesejados.
Como remover o ruído de fundo no Audacity
Dica: Ative o botão de legenda se precisar. Escolha “tradução automática” no botão de configurações, se você não estiver familiarizado com o idioma falado. Pode ser necessário clicar primeiro no idioma do vídeo antes que seu idioma favorito fique disponível para tradução.
Esses ruídos podem ser úteis?
| Usado em: | Descrição: |
|---|---|
| Mascaramento de som: | Em alguns lugares, como escritórios abertos ou hospitais, pode ser difícil manter sua privacidade e evitar que as pessoas o incomodem. O mascaramento de som é uma solução. É quando o ruído de fundo é adicionado de propósito para dificultar a audição de conversas e outros sons. Por exemplo, uma máquina de ruído branco ou um gerador de som natural pode ser usado para criar um som de fundo suave que encobre os sons mais perturbadores do ambiente. |
| Marca d'água de áudio: | Marca d'água de áudio é uma forma de rastrear de onde veio um sinal de áudio ou quem o possui adicionando um identificador ou código exclusivo a ele. Uma maneira de fazer isso é adicionar um certo tipo de ruído de fundo ao sinal de áudio que os humanos não podem ouvir mas isso pode ser captado por software ou equipamento com o tipo certo de sensores. |
| Processamento de sinal: | Algumas tarefas de processamento de sinal, como reconhecimento de fala ou processamento de imagem, podem se tornar mais precisas adicionando uma pequena quantidade de ruído de fundo. Mudanças na entrada. |
| Produção de áudio ou música: | O ruído de fundo pode ser usado de forma criativa para adicionar textura ou atmosfera a uma música ou gravação. Por exemplo, o som da chuva ou do tráfego pode ser usado no fundo de uma música para definir um determinado clima ou cena. |
| Testando e julgando: | Durante o teste e a avaliação, o ruído de fundo às vezes pode ser adicionado propositalmente aos sistemas eletrônicos para torná-los mais parecidos com o mundo real ou para testar o quão bem eles funcionam sob estresse. Por exemplo, um fabricante de automóveis pode testar o sistema eletrônico de um carro em diferentes tipos de ruído de fundo para garantir que funcione bem em todas as situações. |
Conclusão
No final, o ruído de fundo é um grande problema no mundo da engenharia que muitas vezes é esquecido.
Como vimos, pode afetar a qualidade e a confiabilidade dos sistemas eletrônicos e pode ser difícil de se livrar completamente.
Mas a boa notícia é que existem muitas maneiras de reduzir seus efeitos, desde as mais simples, como blindagem e aterramento, até as mais complexas, como algoritmos de processamento de sinal e cancelamento de ruído ativo.
Os engenheiros podem criar sistemas eletrônicos fortes, confiáveis e eficientes sabendo de onde vem o ruído de fundo e o que podem fazer para eliminá-lo.
Portanto, da próxima vez que você se deparar com um sistema eletrônico barulhento, lembre-se de que o ruído de fundo não é apenas um incômodo; é também um desafio de engenharia que requer soluções criativas e know-how técnico.
Compartilhar no…
