Dapatkah pengeras suara komputer memancarkan ultrasound?

Dapatkah pengeras suara komputer memancarkan ultrasound? Berapa frekuensi maksimum yang bisa dihasilkan oleh speaker komputer?

Secara umum, ya (dikonfirmasi oleh teori dan percobaan) meskipun mungkin tidak seefektif frekuensi yang lebih rendah.

Ada tiga faktor utama:

1) Frekuensi maksimum yang dapat dihasilkan oleh DAC sumber Anda dan filter anti-aliasing yang terkait. Ini biasanya sedikit di bawah frekuensi Nyquist untuk laju sampel efektif Anda, seberapa jauh akan tergantung pada ketajaman filter. Mungkin juga ada output palsu yang berpusat pada beberapa (-) dari tingkat sampel, tetapi ini biasanya sengaja ditekan (dan untuk sebagian besar DAC modern, laju sampel konversi aktual adalah berkali-kali input satu). Kecuali Anda memiliki sistem 96 Ksps yang dirancang dengan filter untuk membuka potensi itu (daripada kecepatan data 96 Ksps yang lebih standar tetapi filter aliasing masih dirancang untuk 48 Ksps satu), ini mungkin akan menjadi batas utama Anda.

2) Frekuensi maksimum yang melewati penguat daya. Untuk desain analog tradisional, ini akan lebih dari rolloff daripada batas yang tajam. Namun, amplifier "Kelas D" atau sesuatu dengan pemrosesan digital dapat memperkenalkan efek pengambilan sampelnya sendiri, dan memiliki filter ketat sendiri untuk melindunginya.

3) Respon transduser aktual, dan sampai batas tertentu lingkungan akustiknya. Speaker midrange kumparan bergerak normal tidak dirancang untuk bagian atas rentang pendengaran manusia, tetapi mereka biasanya masih akan menghasilkan beberapa output bahkan di luarnya. Sebaliknya, transduser piezo dari berbagai ukuran dapat memiliki puncak resonansi pada frekuensi tinggi, dan benar-benar menghasilkan lebih banyak daya di sana daripada di yang lebih rendah.

Sebagai komentar umum, jika Anda berencana untuk bermain dengan ultrasonik rendah menggunakan komponen audio konsumen, tantangan Anda mungkin lebih pada sisi penerima daripada di sisi pengirim, karena mikrofon kondensor yang paling umum secara umum bergulir antara 15-20 KHz (meskipun beberapa yang lebih kecil bekerja lebih tinggi). Sebaliknya, sensor MEMS silikon keluaran analog sering baik untuk frekuensi yang jauh lebih tinggi, yang digunakan di luar label pada detektor kelelawar. Ini adalah standar pada ponsel cerdas, yang tampaknya dapat mendengar hingga batas yang ditentukan oleh filter anti-aliasing mereka.

Tidak. Pengeras suara "aktif" dengan catu daya dan penguatnya sendiri biasanya memiliki filter di dalamnya yang menggulung di atas 22kHz. Mereka tidak dirancang untuk dapat memancarkan USG, dan penyaringan ada untuk menghilangkan suara yang diinduksi dari sumber lain.

Anda mungkin bisa mendapatkan ultrasound yang sangat lemah dari speaker pasif kecil, tetapi sekali lagi itu tidak dirancang untuk frekuensi di atas audio.

Lebih baik dicoba. Saya melakukannya dua kali, sekali di tahun sembilan puluhan, dengan "speaker PC" magnetik yang primitif pada zaman itu, yang kedua kali baru-baru ini dengan speaker low-end tertanam di laptop. Ini adalah pengalaman yang sangat menarik ketika dua orang mendengarkan secara berdampingan dan satu mendengar kesunyian yang sempurna, sementara yang lain mendengar suara nyaring yang keras dan tak tertahankan.

Beberapa temuan yang mengejutkan saya:

• Bahkan di kalangan remaja, varians frekuensi ambang sangat besar. Orang-orang yang tidak menganggap diri mereka sebagai tuna rungu biasanya memiliki ambang batas seperti 10KHz, 14 KHz, 16 KHz, jarang jauh lebih banyak.
• Ambang batas umumnya jauh lebih rendah dari batas buku teks 20 KHz.
• Kriteria penting. Mampu menemukan suara terus menerus lebih sulit daripada mampu mendeteksi suara yang hidup dan mati. Tapi ini hanya penting ketika Anda sangat dekat dengan ambang pintu Anda.
• Bentuk gelombang penting (sedikit).
• Bahkan masalah kebisingan latar belakang ringan (sedikit).
• Semua yang dikatakan, ambang atas didefinisikan lebih baik daripada ambang bawah. Dengan kata lain, ada keheningan di atas rentang suara, dan ada getaran di bawah rentang suara. Ini berlaku untuk orang yang cukup muda dan sehat.

Seperti yang Anda lihat (eh, dengar), "ultrasound" adalah konsep yang sangat subyektif dan bahkan penutur tujuan umum termurah pun dapat memancarkannya.

Dari satu kertas yang memiliki angka konkret, ditemukan dengan mencari apa yang disarankan Ben Voigt, gambarnya cukup beragam. Sementara DAC dari kartu suara modern mungkin menghasilkan 96kHz [pada pengambilan sampel 192kHz], jangan menahan nafas untuk speaker laptop rata-rata untuk pergi jauh di atas 25kHz pada volume yang dapat dilihat (dengan makna itu bahkan jika Anda menggunakan ultrasonik- mikrofon yang mampu).

Kami diberitahu bahwa laptop T400 ini memiliki "Pengontrol Audio HD" Intel Corporation 82801I (ICH9 Family) "dan juga,

Pengujian yang dilakukan sebelumnya dengan Laptop Lenovo T410 yang menampilkan codec audio Conexant 20585 (dengan 192 kHz DAC / 96 kHz ADC) telah menunjukkan hasil yang sangat mirip.

Tapi ini hanya beberapa model komputer (speaker).

Selain menggunakan USG yang dihasilkan speaker untuk komunikasi rahasia, aplikasi lain yang menarik adalah sebagai sonar ultrasonik; ini digunakan untuk menguji apakah pengguna berada (atau tidak) di depan komputer [dengan mengeksploitasi perbedaan dalam pantulan USG]. Tesis Ph.D tentang topik terakhir ini lebih menarik untuk pertanyaan kami di sini karena mengambil sampel beberapa ribu mesin pengguna untuk emisi / penerimaan sinyal gelombang sinus 22 kHz; rekaman dilakukan dalam hal ini dengan mikrofon apa pun yang dimiliki pengguna, jadi angka-angka ini konservatif sejauh hanya emisi nada 22kHz yang bersangkutan.

Tesis ini juga memiliki grafik untuk white noise [yang dapat mengukur beberapa frekuensi], tetapi penulis mengatakan dia tidak terlalu percaya diri pada hasil yang diperoleh karena aliasing.

Masalah yang sama dari generasi frekuensi ultrasonik rendah dipelajari untuk speaker ponsel dengan maksud menggunakan ultrasound untuk mendeteksi perubahan posisi dalam ruangan melalui trilateration. Satu hal yang menarik adalah bahwa, tergantung pada perangkat keras, pengeras suara ponsel dapat berperilaku buruk (menyebabkan aliasing) jika Anda mencoba memancarkan beberapa frekuensi ultrasonik terlalu keras:

Jika volume disetel terlalu tinggi, ponsel akan menghasilkan banyak suara dalam berbagai frekuensi dalam rentang yang dapat didengar ketika mencoba menghasilkan salah satu sinyal. Untuk iPhone ini hanya terjadi dengan 21,5 dan 22 KHz, tetapi untuk Hero dan Navigator ini terjadi pada semua frekuensi yang diuji. Hanya HTC G1 yang tampaknya hampir sepenuhnya kebal terhadap masalah ini. Saat volume menurun, masalah ini memudar, dan pada titik tertentu menghilang. Misalnya dengan HTC Hero ini terjadi pada sekitar 80% volume file pada volume perangkat maksimum. Dengan derau iPhone pada 21,5 dan 22 KHz menghilang sepenuhnya sekitar 20% volume file dan maksimum volume perangkat - 2.

Makalah ini memiliki beberapa program sprectrogram juga untuk telepon ini (yang saya tidak akan mereproduksi di sini karena mereka memiliki satu grafik per telepon.) Dan diskusi yang lebih rinci tentang kebisingan dan aliasing daripada apa yang saya kutip di atas. Intinya tampaknya bahwa sementara Anda dapat memancarkan beberapa ultrasound, tergantung pada perangkat keras, Anda mungkin tidak mendapatkan frekuensi yang Anda inginkan / diprogram dan output mungkin sangat bising dalam beberapa kasus, termasuk suara yang dapat didengar.

Jadi untuk 22-25kHz (yang dianggap frekuensi ultrasonik rendah) tampaknya berfungsi cukup baik (seperti dalam cukup keras) untuk sebagian besar mesin / speaker Anda dapat menemukannya di sana, meskipun mungkin dengan artefak yang dapat didengar pada beberapa pengaturan. Untuk frekuensi ultrasonik yang lebih tinggi, siapa tahu ... Data laptop T400 menunjukkan itu tidak mungkin bekerja dengan baik / cukup keras lebih tinggi dari 25kHz, tapi saya tidak bisa menemukan studi sampel lebih banyak mesin. Saya juga menemukan kertas sonar ultrasonik yang menggunakan frekuensi 40kHz; sementara itu menggunakan perangkat keras kartu suara 96 ​​kHz biasa, ia pergi untuk speaker piezo ultrasonik khusus ( 400ST ) pada frekuensi ini; Dugaan saya adalah bahwa mereka tidak akan terganggu dengan hal itu jika speaker komputer run-of-the-mill dapat diandalkan / cukup keras pada frekuensi ini.

Jelas seberapa jauh jarak di atas jangkauan suara dengan model speaker, tetapi jawaban umumnya adalah YA.

Bacaan lebih lanjut (pencarian google):

• Jaringan Akustik Terselubung

Anda dapat melakukannya dengan menggunakan sistem audio web dari peramban seluler Anda dengan siaran langsung.

Untuk itu Anda dapat menggunakan mikrofon yang mirip dengan sistem seluler bawaan. Mengapa mikrofon merupakan mikrofon dari sisi penerima dan berfungsi sebagai speaker dari sisi berlawanan yang bagus untuk ultrasound.

Omong-omong Anda harus menghapus filter dari live dari sistem audio web Anda untuk menggunakan suara ultra.