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Cancelamento de Ruído - ANC (ART1178)

É possível cancelar um ruído com um anti-ruído - veja a resposta neste artigo.

Uma tecnologia muito importante que está sendo implantada nos veículos modernos é a do cancelamento de ruído ANC ou Active Noise Cancel. Veja neste artigo como é possível cancelar um ruído com um anti-ruído.

Os veículos devem ser cada vez mais silenciosos, mas é impossível evitar que partes móveis, como o motor, não emitam ruídos. O que se faz normalmente é procurar abafar ao máximo esses ruídos, utilizando-se as mais diversas técnicas como materiais acústicos, etc.

No entanto, a eletrônica pode ajudar a eliminar ruídos de uma forma bastante simples, baseada num princípio da física que a maioria das pessoas conhece: a interferência.

O que ocorre neste caso é que dois sinais acústicos de mesma frequência quando combinados vão criar pontos em que a amplitude do som é a soma de suas amplitudes (interferência construtiva) e pontos onde a amplitude é nula (interferência destrutiva), ou seja, ocorre simplesmente o cancelamento do som, conforme mostra a figura 1.

 

Sinais de mesma frequência e fases opostas se cancelam.
Sinais de mesma frequência e fases opostas se cancelam.

 

Assim, a idéia de muitos fabricantes de chips que trabalham com processamento digital de sinais, como a Texas Instruments, é colocar microfones em locais estratégicos do carro e processando o sinal captado, gerar sinais de fases opostas e emiti-los, obtendo-se assim o cancelamento do ruído. Na figura 2 temos um diagrama de blocos de uma solução deste tipo sugerida pela Texas Instruments.

 

 Solução da Texas Instruments para o cancelamento de ruído.
Solução da Texas Instruments para o cancelamento de ruído.

 

Nesta solução, microfones captam o ruído, amplificam e o aplicam a um CODEC de áudio que processa o sinal para aplicação num DSP (Digital SIgnal Processor ou Processador Digital de Sinais. O sinal é então trabalhado de modo a ter sua fase invertida digitalmente e depois aplicado ao CODEC agora no sentido inversor, pois o CODEC codifica e decodifica os sinais.

Novamente na forma analógica o sinal com a fase invertida é amplificado num amplificador de potência e reproduzido de tal forma a cancelar o ruído.

O sistema recebe a denominação ANC (Active Noise Cancel) para ser diferenciado dos sistemas passivos (PNC) que se baseiam em materiais capazes de absorver os ruídos.

 

Limitações e Vantagens

O sistema ANC é mais eficiente com os ruídos de baixa frequência, pois tendo um comprimento de onda maior, numa certa faixa de cancelamento temos sons com amplitude suficiente pequenas para não serem percebidos.

Com um som agudos, os picos de cancelamento e não cancelamento ficariam muito próximos podendo ser percebidos quando se movimentar a cabeça no ambiente em que o sistema opera.

A vantagem do sistema está na não necessidade de materiais que podem ser pesados ou difíceis de instalar, como os revestimentos.

 

Conclusão

Se bem que num ambiente de dimensões limitadas como é o do carro esta solução possa ser implantada com certa facilidade, nada impede que o cancelamento de ruído com o anti-ruído possa encontrar outras aplicações.

Na aviação e mesmo em outros tipos de veículos sujeitos a ruídos o sistema pode operar e até ser sua aplicação estendida a ambientes domésticos, comerciais e principalmente industrial.

Finalmente temos sua aplicação em fones de ouvido que podem ser muito úteis em ambientes ruidosos, como os mostrados na figura 3.

 

 Fone com cancelamento de ruído (ANC).
Fone com cancelamento de ruído (ANC).

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