Investigações ultrassônicas em shopping centers
(windytan.com)- Sistemas de sonorização pública (PA) que usam vários alto-falantes emitem continuamente um tom piloto de cerca de 20 kHz para verificar o estado de conexão dos alto-falantes; esse sinal é observado em shopping centers ou estações de metrô como um som quase ultrassônico
- Originalmente, ele é configurado em uma frequência alta para não ser ouvido por humanos, mas, quando cai abaixo de 20 kHz, como em 19,595 kHz, algumas pessoas podem de fato ouvi-lo como um som incômodo
- No espectrograma, não aparece apenas um tom puro fixo: surgem modulação de amplitude causada por componentes de baixa frequência de músicas e anúncios, ou deslocamento Doppler devido ao movimento de objetos ao redor
- Em uma estação de metrô, um trem desacelerando refletiu o tom piloto e se comportou como um sonar biestático de onda contínua; em um estacionamento subterrâneo, reflexões de um skatista permitiram estimar uma velocidade de cerca de 11 km/h
- Os sinais ultrassônicos da infraestrutura de PA ao redor podem ir além do monitoramento de estado e servir como sensores experimentais para medição de velocidade, detecção de parada de escadas rolantes, códigos de localização indoor e busca por espaços silenciosos
O tom piloto oculto dos sistemas de PA
- Sistemas de sonorização pública com vários alto-falantes usam um tom piloto quase ultrassônico para verificar o estado das linhas de alto-falantes
- Sistemas como Zenitel VPA e Axys End of Line detection unit medem continuamente o estado da conexão usando um tom de aproximadamente 20 kHz
- A ausência do tom piloto indica que a conexão do alto-falante foi interrompida
- Normalmente, ele é configurado em uma frequência muito alta para não ser ouvido por pessoas
- Alguns sistemas descem até uma faixa em que podem ser percebidos de forma desconfortável por humanos
- Em uma cidade, foi observado um tom piloto de 19,595 kHz
- Várias pessoas conseguiam ouvir esse som
- Isso difere de armas acústicas como The Mosquito, que usam frequências mais baixas; é mais provável que seja um erro de configuração negligenciado por falta de confirmação empírica do problema
Não é um tom puro, mas um sinal modulado
- Os tons piloto observados quase nunca eram tons perfeitamente puros; no espectrograma, apareciam padrões de modulação oscilando ao redor deles
- Em um local, parecia que os componentes de frequência mais baixa da música ou dos anúncios reproduzidos pelo PA faziam modulação de amplitude no tom piloto
- Pode ser um efeito colateral de algum tipo de distorção
- A modulação de amplitude ao redor do forte tom piloto aparecia distinguida por cores em cada canal de microfone esquerdo e direito
- A modulação baseada em música era relativamente rara; o padrão mais comum era o tom mudar quando pessoas ou objetos se moviam
Retroespalhamento Doppler gerado por trens
- Quando um trem chegava a uma estação de metrô, surgia em torno do tom piloto um padrão de espectrograma em forma de tornado
- Após um rangido inicial de banda larga, vinha um padrão com muita estrutura
- Ele durava cerca de 15 segundos, até o trem parar
- Esse padrão é interpretado como retroespalhamento do tom piloto refletido por um trem em desaceleração, com deslocamento Doppler
- O tom piloto funciona como um sonar biestático de onda contínua
- À medida que o trem passava da direita para a esquerda, o canal esquerdo do microfone ouvia principalmente deslocamentos Doppler negativos, enquanto o canal direito ouvia deslocamentos positivos
- Ao ampliar, veem-se varreduras que se deslocam repetidamente de positivo para negativo
- Elas podem ter sido refletidas por estruturas repetitivas do trem em passagem
- Curtos bursts horizontais podem ser decorrentes de outros ângulos de superfície do trem
- A disposição regular dos alto-falantes ao redor da estação também pode ter criado o padrão repetitivo
Observações em elevadores e estacionamentos subterrâneos
- Em um experimento gravado dentro de um elevador com paredes de vidro enquanto se deslocava para outro andar, o tom piloto foi registrado durante a viagem de 10 segundos parcialmente enterrado no ruído
- No estacionamento subterrâneo de um shopping center, um skatista passando foi gravado logo abaixo de um alto-falante de PA
- Muitos padrões de reflexão apareceram no espectrograma estéreo
- O tom piloto de 19.595 Hz e um tom mais silencioso de 19.500 Hz apareciam juntos, sugerindo que talvez houvesse dois sistemas de PA no estacionamento
- No instante em que o skatista passava, o deslocamento Doppler do som refletido mudava de positivo para negativo
- No mesmo momento, a cor do ruído de banda larga das rodas também mudava
- A região abaixo da curva Doppler parecia preenchida por ruído
- Uma fórmula simples de radar Doppler foi aplicada para estimar a velocidade
- A temperatura do estacionamento era de cerca de 15 °C, e a velocidade do som foi considerada 340 m/s
- O deslocamento Doppler máximo parecia ser de cerca de 350 Hz
- O resultado do cálculo foi cerca de 11 km/h, um valor realista para a velocidade de um skatista
- A razão de o interior da curva parecer preenchido pode ser que sinais refletidos por vários pontos do alvo produzem diferentes ângulos e componentes de velocidade
Experimentos possíveis com sinais ultrassônicos do ambiente
- O tom piloto de PA foi originalmente criado para monitorar o estado dos alto-falantes, mas pode refletir movimentos do ambiente e carregar informações inesperadas
- Algumas ideias de uso incluem:
- Implementar fiscalização automática de velocidade em estacionamentos
- Detectar se uma escada rolante parou
- Modulá-lo como código de localização para evitar que pessoas se percam dentro de shopping centers
- Usá-lo de alguma forma para transmitir anúncios
- Usá-lo para encontrar o lugar mais silencioso em um shopping center
- Esses sinais ultrassônicos podem funcionar como sensores indoor não intencionais, e a infraestrutura de PA já existente pode revelar informações sobre movimento ao redor e sobre o espaço
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Transmissores de rádio FM emitem continuamente um tom piloto de 19 kHz para indicar que a transmissão é estéreo
Quando esse tom está presente, também há uma portadora modulada em AM de 38 kHz contendo a informação estéreo; a modulação FM básica é a banda-base dos canais esquerdo+direito, e a subportadora de 38 kHz é o canal esquerdo-direito
Como a informação estéreo é AM e não tem muita potência, ela tende a ter mais ruído; por isso, com um sinal FM fraco, muitas vezes é melhor deixar o sintonizador em mono
Alguns sintonizadores FM ruins não filtram corretamente o tom piloto de 19 kHz, fazendo você ouvir um som agudo nos ouvidos
Porque ele interferia com o tom de bias e fazia o Dolby NR achar continuamente que havia som
Decks de cassete mais sofisticados tinham um MPX Filter, um filtro acentuado de 19 kHz antes do sistema de gravação
Muito interessante
Lembro que, quando eu tinha 4 a 6 anos e ia com minha mãe a lojas de departamento, eu ouvia um som de alta frequência que parecia ficar mais alto quanto mais eu me aproximava dos alto-falantes embutidos no teto
Este texto mede essa frequência e explica que ela é uma característica emitida quando o sistema está funcionando normalmente
Meus pais acabaram aceitando que eu de fato ouvia algo que eles não conseguiam ouvir, mas levou algum tempo
Não sei se era por causa do sistema antifurto; eu só conseguia restringir a origem a algum ponto perto da entrada
Quanto mais perto eu chegava, mais alto ficava, e hoje a frequência do meu zumbido é quase a mesma tocando continuamente, então é bem possível que eu não a ouvisse mais se a encontrasse de novo
Também precisamos tornar acessível o ambiente sonoro em que vivemos
Mas eu definitivamente conseguia ouvir o apito característico dos CRTs antigos
Moro em Tóquio, no Japão, e às vezes me deparo, mesmo em áreas residenciais, com um ruído de alta frequência irritante e dispersivo
Se seus ouvidos forem jovens o suficiente, é um som incômodo até para quem está passando
Mas nessas áreas residenciais não há problema de adolescentes perambulando, então sempre fiquei me perguntando se era voltado a pragas ou animais silvestres
Depois de ler este texto, fiquei com vontade de medir seriamente o volume e a frequência de forma objetiva
Que equipamento eu precisaria para começar?
Só de memória, houve um do lado de fora de um shopping em Shinjuku e outro fora de um prédio a um ou dois quarteirões do cruzamento de Shibuya
Quem estava comigo não percebeu absolutamente nada até eu apontar; então, se estiver no Japão e sentir pressão nos ouvidos e um som de alta frequência cuja intensidade parece variar enquanto você anda, vale prestar atenção
Ao seguir o som, a fonte muitas vezes é um dispositivo que parece uma corneta metálica trapezoidal saindo de uma caixa de junção elétrica padrão, com eletrodutos aparentes no teto do lado de fora do prédio
O som é um zumbido constante de alta frequência, provavelmente por volta de 18–20 kHz, e fica bem forte à medida que você se aproxima do aparelho
Vejo isso como um dispositivo anti-permanência voltado a jovens que ouvem frequências mais altas do que pessoas mais velhas
Já vi por todos os EUA também, e, na Bay Area, há um instalado do lado de fora do Twin Peaks Tavern, em Castro
Nos EUA, porém, ele costuma sair em pulsos em vez de ficar zumbindo continuamente
Em Tóquio, é raro, mas ao mesmo tempo comum o bastante que encontrei pelo menos 12 durante cerca de uma semana somando várias regiões
Toda vez que encontrava um desses aparelhos, achava bizarro; chegar perto demais dava uma leve náusea, deixando uma impressão negativa forte, como uma espécie de ameaça
Se alguém souber exatamente que aparelho é, eu gostaria de saber mais
Passei um tempo tentando encontrar o mesmo dispositivo, mas não achei fotos, e me arrependo de não ter tirado uma quando estava no Japão
Ou um celular rodando um app de espectrograma de áudio também serve
Começar é muito fácil, mas logo você acaba sendo puxado para sensores melhores, mais sensores, mais canais e mais análises
Era realmente irritante, e eu tenho quarenta anos, então achei que já estaria imune
Pensei que fosse um dispositivo para afastar gatos, ratos ou mosquitos
Eles também podem emitir bipes ou varreduras de frequência, e podem ficar sempre ligados ou, quando são a bateria, funcionar com sensor infravermelho
Ele consegue gravar até 380 kHz e vem com muitas ferramentas úteis
Fico me perguntando se a hipótese de isso ser ruído de amplificadores Class-D foi descartada
Imagino que a maioria dos alto-falantes comerciais use esse tipo de amplificador; eles normalmente chaveiam na faixa de MHz, mas, exceto nos que removem tudo cuidadosamente com filtros, há sub-harmônicos por toda parte
Não me surpreenderia muito se houvesse alguma marca barata de amplificador Class-D que emitisse um tom de 20 kHz
Se houver muitos amplificadores por perto, também pode haver muitos produtos de batimento de interferência
Se fossem as antigas cornetas maiores de médios, talvez isso fosse menos problemático, porque a eficiência acima de 10 kHz era baixa; mas, por custo e estética, os alto-falantes ficaram bem pequenos, então agora não filtram mecanicamente muita coisa
Se fosse um problema que todos pudessem ouvir, teria sido corrigido, mas, como só uma minoria sofre com ele, é possível que continue existindo
Outra possibilidade para ultrassom ativo é rastreamento de multidões
Já vi soluções que monitoram a quantidade de pessoas e a velocidade de caminhada nas entradas usando ultrassom, e muitas portas unidirecionais também usam detectores ultrassônicos simples
Trabalho em uma fabricante de sistemas de PA, e nossos amplificadores executam apenas um teste periódico, um canal por vez, a cada poucos minutos
Eles medem a corrente puxada pelo circuito do alto-falante e, se esse valor muda muito, consideram que há algo errado
Já ouvi um apito agudo que fica tocando continuamente por baixo de algumas partes, ou até da faixa inteira, em músicas mal mixadas
Imagino que isso também não tenha sido intencional; equipamentos de estúdio não deveriam ficar emitindo apitos de teste de propósito, então sempre me perguntei como algo assim acontece
Algumas músicas do Blackpink, acho que talvez Playing With Fire ou DDU-DU DDU-DU, tinham um tom portador de 18–19 kHz — se bem me lembro, vários tons modulados — na versão masterizada publicada no Spotify/iTunes
O sinal era bem alto, e no começo achei que fosse porque eu tinha ouvido no carro de um amigo e era um arquivo ripado do YouTube, mas depois descobri que estava em todas as versões
O motivo é que, nos shows, dá para comprar um item de merchandising chamado lightstick
Essencialmente, ele tem um STM32 e um microfone MEMS, e demodula o sinal portador para piscar em sincronia com a música
Talvez a suposição seja que quem foi a shows o suficiente para andar por aí com um lightstick desses já não consiga mais ouvir esse ruído
Costumo contar uma anedota quase oposta: durante um fim de semana mixando uma gravação péssima de uma banda, eu ouvi o rangido de um pedal barato de bumbo atravessando a mix como um picador de gelo
Tentei de todo jeito remover aquilo com EQ e, no fim, achei que tinha ficado bem aceitável
Na segunda de manhã, indo para o trabalho, coloquei um CD do Cake que eu já tinha ouvido dezenas, talvez centenas de vezes, e agora o rangido do pedal de bumbo do baterista saltava da mix
Eu nunca tinha notado antes, mas depois de passar dois dias focado naquela frequência, eu só conseguia ouvir aquilo
Naquele mês, ouvi apenas música eletrônica pura e, depois disso, parei de notar de novo bumbos rangendo em gravações de estúdio
Os álbuns Taylor's Version devem estar entre os mais cuidadosamente produzidos, já que o objetivo é reproduzir com exatidão as gravações antigas, então é surpreendente que isso tenha entrado no lançamento final
[0] https://old.reddit.com/r/TaylorSwift/comments/17iv3r2/for_pe...
Todas as vozes dos cantores pop soam como se tivessem sido artificialmente realçadas com um ou dois harmônicos altos
É difícil explicar em palavras, mas é como se, em vez de a pessoa cantar uma nota, uma harmonia muito, muito alta fosse acrescentada automaticamente e permanecesse durante a música toda; isso é especialmente perceptível em vocais femininos
Não é um zumbido de frequência única nem algo como uma portadora; como muda de acordo com a altura da letra, é claro que estão aplicando algum tipo de filtragem ao vocal
Ou talvez eu esteja ouvindo algo de forma paranoica
Acho muito improvável que seja intencional
Eu quase tinha esquecido os dispositivos Mosquito para afastar adolescentes, que se tornaram comuns em algumas regiões no fim dos anos 2000 e no começo dos anos 2010
Eram bem caros, e conheço algumas pessoas que os quebraram de propósito por causa daquele som irritante
Instalá-los em espaços abertos ao público em geral sempre me pareceu algo muito doentio e antissocial
Procurei por “occupancy” no texto e não encontrei nada
Esses tons ultrassônicos muito provavelmente são sensores ultrassônicos de ocupação usados em iluminação ou segurança
Normalmente operam a 25 kHz ou 40 kHz, fora da faixa normal de audição humana, mas pode ser que tenham medido um sub-harmônico do sensor
Já encontrei, na prática, um dispositivo com problema mecânico que emitia uma frequência que eu conseguia ouvir bem demais
O texto não aborda de forma alguma o quão ruim isso pode ser para cães e outros animais com audição melhor que a dos humanos
Muitas vezes, perto dessas lâmpadas, dá para ouvir um ultrassom parecido com um capacitor vibrando, talvez por filtragem CA de baixa qualidade, capacitores ruins, ou ambos
“Usar isso de algum jeito para entregar publicidade” — eu realmente preferiria que não usassem esse tipo de coisa na internet
Não sei o que estão insinuando aqui