Table of Content
Solução de Teste de Ultra Baixo Ruído
Ao validar o nível de ruído de eletrodomésticos, ventoinhas, motores de precisão, dispositivos médicos, transformadores e produtos de eletrónica de consumo, não estamos apenas a perguntar se um produto é "barulhento" ou "silencioso". Precisamos de saber de onde vem o som, em que condição de funcionamento aparece e em que gama de frequências se torna desconfortável.
Um produto silencioso pode, por vezes, ser como uma pessoa que não se expressa com clareza. Não se queixa em voz alta; simplesmente produz um leve zumbido, assobio ou chiado durante a noite. Numa folha de especificações, pode indicar apenas 18 dBA. No entanto, quando o utilizador se aproxima, pode ainda franzir o sobrolho: o som não é intenso, mas é irritante.
Esse é o objetivo dos testes de ultra baixo ruído. Não se trata de pedir ao produto que suba a um palco e anuncie quantos decibéis tem. Trata‑se de ouvir com clareza os seus movimentos, estados e defeitos muito subtis. Um bom ensaio tem de responder a quatro perguntas: o som é realmente gerado pelo produto? Em que frequência está escondido? Quando é mais evidente? Depois da otimização, convergiu realmente?
Os microfones também "falam"
Muitas pessoas presumem que, uma vez colocado um microfone perto de um produto, o som deste irá simplesmente entrar no sistema de medição. Na realidade, um microfone não é um observador absolutamente silencioso. Tem o seu próprio ruído intrínseco, que é como a respiração do microfone: se essa respiração for demasiado intensa, sons de produto muito silenciosos podem ficar encobertos.
O ruído intrínseco de microfones de medição comuns de 1/2 polegada é tipicamente de cerca de 16 dBA. Para ensaios de ruído comuns, isso é frequentemente suficiente. Para produtos silenciosos de gama alta, porém, 16 dBA pode já ser demasiado ruído, porque muitos dos sons subtis que interessam aos utilizadores podem estar próximos desse nível ou mesmo abaixo.
Um microfone de 1 polegada pode reduzir o ruído intrínseco para cerca de 10 dBA, o que é muito mais silencioso. Mas também tem a sua própria personalidade: com um diafragma maior, a resposta em frequência e a flexibilidade prática podem ser mais limitadas, e o detalhe em altas frequências não é tão favorável como com uma solução de banda larga de 1/2 polegada. Em outras palavras, um microfone de 1/2 polegada tem uma capacidade de frequência mais ampla, mas um ruído próprio mais elevado; um microfone de 1 polegada é mais silencioso, mas menos aberto em detalhes de alta frequência.
Isto cria um dilema nos ensaios avançados de baixo ruído: em algumas frequências, sons que o ouvido humano consegue perceber podem já estar abaixo do próprio ruído intrínseco do microfone. Os utilizadores conseguem ouvi‑los, mas o microfone diz: "O que tenho aqui é sobretudo o meu próprio piso de ruído." É por isso que precisamos de um tipo de ouvido mais raro: que seja simultaneamente de baixo ruído e de banda larga, para conseguir captar verdadeiramente os sinais subtis que importam à perceção humana.
| Papel | Pontos fortes | Limitações | Impacto nos ensaios |
| Microfone comum de 1/2 polegada | Resposta em frequência relativamente flexível; adequado para ensaios acústicos gerais. | Ruído intrínseco em torno de 16 dBA. | Quando o som do produto está próximo ou ligeiramente abaixo de 16 dBA, ruídos anómalos subtis podem ser mascarados pela própria "respiração" do microfone. |
| Microfone de 1 polegada, baixo ruído | O ruído intrínseco pode ser reduzido para cerca de 10 dBA. | A gama de frequências e as condições de utilização são mais limitadas. | Consegue ouvir sons mais silenciosos, mas é menos ideal para assobios de alta frequência, detalhes de banda larga e configurações flexíveis em campo. |
| Microfone de 1/2 polegada de banda larga e baixo ruído | Projetado para conjugar baixo ruído intrínseco e ampla resposta em frequência. | Exige um projeto de front‑end mais exigente. | Mais adequado para identificar assobios de alta frequência, ruído elétrico muito fraco e som anómalo de banda completa em produtos de baixo nível de ruído. |
O valor em decibéis é o ruído total, não o caráter do produto
dB é uma unidade logarítmica, não uma régua comum. Um aumento de 3 dB na energia sonora corresponde aproximadamente ao dobro da energia, enquanto um aumento de 10 dB corresponde a aproximadamente dez vezes a energia. Mas o ouvido humano não escuta apenas a energia; também discrimina a frequência. Um pico de frequência muito estreito pode não aumentar muito o valor global em dBA, mas ainda assim pode fazer com que as pessoas ouçam claramente um "ronco", um "assobio" ou um "zumbido".
Por exemplo, duas pequenas ventoinhas podem ambas medir 18 dBA. A Amostra A tem um espectro semelhante a um cobertor plano, sem nenhum componente particularmente proeminente. A Amostra B tem um pico em torno de 1,6 kHz que é mais de 10 dB superior às bandas de frequência adjacentes. Os seus valores totais em decibéis parecem semelhantes, mas a Amostra B é como alguém a pigarrear de repente numa sala silenciosa; o ouvido nota isso imediatamente. Os telemóveis e os auscultadores comportam‑se da mesma forma: rolamentos, componentes resistivo‑capacitivos, ecrãs, caminhos de chamada, amplificadores de auscultadores e módulos de cancelamento de ruído podem todos denunciar‑se através de sons muito silenciosos.
| Sintoma acústico | Fonte possível | O que observar nos dados |
| Ronco de baixa frequência | O problema pode estar relacionado com a estrutura, a montagem ou a vibração eletromagnética. | Verificar se aparecem picos estáveis a 50/60 Hz e nos seus harmónicos, ou na gama de 100-300 Hz; observar se os picos se deslocam quando muda a posição ou o sistema de fixação. |
| Ruído mecânico de rotação ou de rolamentos | Rolamentos em miniatura, dobradiças, motores ou ventoinhas dentro de um telemóvel podem estar a roçar, a saltar ou a rodar de forma irregular. | Verificar se as frequências fundamentais de rotação e os seus harmónicos aparecem de forma estável. Para uma ventoinha de 7 pás a 1 200 rpm, a frequência de passagem das pás é 1 200/60 × 7 = 140 Hz; 140 Hz e os seus harmónicos merecem atenção. |
| Ruído de alta frequência proveniente de componentes resistivo‑capacitivos ou de potência | A fonte pode ser efeitos piezoelétricos em condensadores cerâmicos, zumbido de indutores, fontes de alimentação comutadas ou redes resistivo‑capacativas que geram som de alta frequência muito fraco. | Verificar se aparecem picos de banda estreita entre 2-20 kHz; alternar entre estados de vazio, meia carga e carga total e ver se os picos mudam com a carga ou o estado de alimentação. |
| Ruído de ecrã | O brilho do ecrã, a taxa de atualização, a regulação por largura de impulso (PWM) ou os circuitos de acionamento do ecrã podem estar a "sussurrar". | Comparar ecrã desligado, baixo brilho, alto brilho, diferentes taxas de atualização e imagens estáticas/dinâmicas; observar se os picos de alta frequência mudam de forma síncrona. |
| Ruído relacionado com chamadas | RF, amplificador de potência, recetor ou a própria estrutura do telemóvel podem introduzir som durante os estados de chamada. | Comparar modo de voo, espera, marcação, em chamada, sinal fraco e sinal forte; verificar se aparecem picos ou ruído de banda larga entre 100 Hz e 10 kHz e se variam com o estado da chamada. |
| Ruído de auscultadores | O amplificador de auscultadores, o módulo Bluetooth, o módulo ANC ou o transdutor podem gerar ruído próprio, ruído elétrico ou um ligeiro assobio. | Comparar reprodução silenciada, estado em pausa, ANC ligado/desligado, modo de transparência e diferentes definições de volume; observar picos entre 1-10 kHz. |
O ruído de fundo e o som do produto misturam‑se
Durante os ensaios de ultra baixo ruído, o ruído de fundo é altamente perturbador. Ele não lhe vai dizer: "Sou o ruído do ar condicionado da sala" ou "Sou o piso de ruído do sistema de teste". Limita‑se a misturar‑se no resultado e a fazer o produto parecer mais ruidoso do que realmente é.
O som também não pode ser subtraído como números comuns. Por exemplo, se o verdadeiro som do produto for 12 dBA e o ruído de fundo da sala já for 10 dBA, o instrumento vê a soma energética de ambos.
Ruído total: L_total = 10 log10(10^(L_product/10) + 10^(L_background/10))
Exemplo: 10 log10(10^(12/10) + 10^(10/10)) = 10 log10(15,85 + 10) = 14,12 dBA
Neste exemplo, o ruído de fundo está apenas 2 dB abaixo do produto e a leitura total é aumentada em 14,12 − 12 = 2,12 dB.
Nível estimado do produto: L_product = 10 log10(10^(L_total/10) − 10^(L_background/10))
Em termos simples, quanto mais próximo o nível de ruído de fundo estiver do nível do produto, menos fiável se torna a conclusão do ensaio.
| Quanto mais baixo está o ruído de fundo em relação ao produto | Quanto a leitura total é aumentada | O que significa |
| 3 dB | Cerca de 1,8 dB | O ruído de fundo já está a competir pela atenção; o resultado não é muito estável. |
| 6 dB | Cerca de 1,0 dB | Mal utilizável, mas a influência do ruído de fundo deve ser indicada no relatório. |
| 10 dB | Cerca de 0,4 dB | Relativamente fiável e adequado para comparação antes/depois da otimização. |
| 15 dB | Cerca de 0,1 dB | A influência do ruído de fundo é mínima; adequado para validação de ultra baixo ruído. |
Condições fixas e métricas de análise recomendadas
Quando o som do produto é muito silencioso, até um pequeno movimento pode alterar o resultado. Mover o microfone 5 cm mais perto, deixar um cabo tocar na superfície da mesa, mudar a posição do dispositivo de fixação ou alterar ligeiramente a orientação do produto pode modificar todo o espetro. Para tornar comparáveis os dados antes/depois, o produto tem de "falar" sempre na mesma posição e sob o mesmo estado.
| Condição fixa | Métrica ou registo recomendado | O que acontece se não for fixado |
| Cargo | Distância, ângulo e orientação, como 30 cm à frente do produto ou 1 m no eixo. | Quando a distância ou a direção mudam, o nível de pressão sonora e o espetro mudam em conformidade. |
| Estado de funcionamento | Tensão, velocidade, engrenagem, carga, temperatura e tempo de funcionamento. | Muitos sons anómalos só aparecem a uma velocidade ou carga específicas. |
| Configurações do analisador | Taxa de amostragem, duração do ensaio, canal e ponderação A ou Z. | Sem as configurações originais, é difícil efetuar recálculos e reproduções posteriores. |
| Repetibilidade | Repetir a mesma condição pelo menos três vezes; registar o valor médio e a diferença máxima. | Se as três medições forem muito diferentes, verifique as condições de ensaio antes de alterar o produto. |
| Nível de ruído de fundo | Ruído de fundo ambiental e piso de ruído completo do sistema. | Isto determina se o som do produto é realmente superior ao do ambiente e ao do equipamento de ensaio. |
Papéis da solução de teste de baixo ruído da CRYSOUND
Se um ensaio de ultra baixo ruído for encarado como um ato cuidadoso de escuta, a câmara acústica blindada ou caixa de teste é a sala silenciosa, o microfone é o ouvido, o módulo IED é a memória de alta resolução, o SonoDAQ Pro é o gravador de longo prazo e o OpenTest é a pessoa que traduz o som em espetros e relatórios. O ambiente tem de ser silencioso e repetível; o ouvido tem de ser de baixo ruído e de banda larga; a memória tem de ser rápida e com ampla gama dinâmica; o gravador tem de suportar sincronização e expansão; e o software tem de ligar espetros, bandas de oitava, níveis sonoros e relatórios num único fluxo de trabalho.
CRY3261-S02: um ouvido silencioso
O CRY3261-S02 é constituído por um microfone de medição CRY3261 e um pré‑amplificador IEPE CRY517. Os principais parâmetros oficiais incluem: microfone pré‑polarizado de campo livre de 1/2 polegada, sensibilidade de 450 mV/Pa, gama de frequências de 6 Hz-20 kHz e ruído intrínseco de 6,5 dBA. A sua tarefa é simples: manter‑se silencioso em primeiro lugar, escutar de forma suficientemente ampla em frequência e depois captar os sons mais leves e mais finos gerados pelo produto.
Câmara acústica blindada CRY7412: uma sala silenciosa que afasta o ruído de fundo
A câmara acústica blindada CRY7412 proporciona um ambiente de baixo ruído e com interferências controladas, com um piso de ruído tão baixo quanto 6,5 dBA para medições acústicas, melhorando a repetibilidade em laboratórios e linhas de produção. Para pequenos produtos de eletrónica de consumo, como telemóveis, auscultadores, ecrãs e componentes resistivo‑capacitivos, é como preparar uma sala silenciosa para o produto: o som ambiental externo, a vibração e a interferência de RF são primeiro empurrados para o fundo, para que o microfone possa ouvir mais facilmente o próprio ruído de fundo, o assobio ou o ruído elétrico do produto.
Módulo de entrada de alta precisão CRY5011 IED: preservar detalhes subtis
O CRY5011 IED é um módulo de entrada IEPE/Tensão de 4 canais. Oferece uma taxa de amostragem até 204,8 kHz, resolução de 32 bits, gama dinâmica até 160 dB, THD+N ≤ −102 dB, piso de ruído tão baixo quanto ≤ −117 dBV e suporte TEDS. Para sinais subtis, como ruído de auscultadores, ruído de ecrã ou som de alta frequência proveniente de componentes resistivo‑capacitivos, estes parâmetros significam que os sons silenciosos têm menos probabilidade de se perder e que os transitórios têm menos probabilidade de ficar desfocados.
CRY5820 SonoDAQ Pro: uma base de alto desempenho que sincroniza e expande
O CRY5820 SonoDAQ Pro é um sistema modular de aquisição de dados. Um único chassis suporta até 24 canais com seis módulos, e sistemas expandidos podem suportar ensaios distribuídos de múltiplos canais. Suporta isolamento de canal de 1 000 V, defasagem de sincronização entre chassis inferior a ±100 ns, USB‑C, LAN Gigabit, CAN FD, Wi‑Fi e armazenamento local em microSD.
OpenTest: a transformar som em espetros e relatórios
O OpenTest é a plataforma de ensaio acústico e de vibração da CRYSOUND. Suporta métodos de ligação de hardware como OpenDAQ, ASIO, WASAPI e Core Audio, bem como FFT, análise em bandas de oitava, funções de sonómetro, análise de qualidade sonora, comparação de reprodução, exportação de formas de onda/dados e geração de relatórios. Os sons subtis captados pelo microfone e registados pelo sistema de aquisição são, em última análise, transformados no OpenTest em espetros, níveis sonoros, tendências e relatórios rastreáveis.
| Dispositivo | Dados oficiais principais | Significado em ensaios de ultra baixo ruído |
| CRY3261-S02 | 1/2 polegada; 450 mV/Pa; 6 Hz-20 kHz; ruído intrínseco de 6,5 dBA; gama dinâmica 6,5 dBA-100 dB. | Torna o "ouvido" simultaneamente silencioso e de banda larga, adequado para ruído próprio de produto perto ou abaixo de 10 dB, ruído próprio de auscultadores e ensaio de detalhes de alta frequência. |
| Módulo IED CRY5011 | 4 canais; IEPE/Tensão; 204,8 kHz; 32 bits; gama dinâmica até 160 dB; THD+N ≤ −102 dB; piso de ruído ≤ −117 dBV; TEDS. | O baixo ruído de front‑end e a ampla gama dinâmica ajudam a preservar sinais acústicos fracos e suportam ensaios de auscultadores esquerdo/direito, comparações entre vários microfones e análise sincronizada acústica‑vibração. |
| CRY5820 SonoDAQ Pro | Até 24 canais por chassis; 1 000+ canais com expansão; isolamento de canal de 1 000 V; defasagem de sincronização entre chassis < ±100 ns; USB‑C/LAN Gigabit/CAN FD/Wi‑Fi; armazenamento local em microSD. | Sincronizável e expansível, adequado para passar de uma única amostra de auscultadores para aplicações de múltiplos canais e múltiplas condições. |
| Câmara acústica blindada CRY7412 | Proporciona um ambiente de baixo ruído e com interferências controladas, com um piso de ruído tão baixo quanto 6,5 dBA; suporta blindagem RF e ensaios sem fios Bluetooth/Wi‑Fi. | Permite que a "sala silenciosa" reduza primeiro o ruído e a interferência ambientais, proporcionando um fundo fiável e repetível para que o ruído externo não seja confundido com o ruído do produto. |
| OpenTest | Suporta OpenDAQ / ASIO / WASAPI / Core Audio; FFT, bandas de oitava, sonómetro, qualidade sonora; Lp/Lmax/Lmin/Leq/Lpeak/Ln/LE; exportação de formas de onda/dados e geração de relatórios. | Converte sons fracos em espetros, resultados em bandas de oitava, tendências de nível sonoro e relatórios rastreáveis para facilitar a comunicação entre I&D, qualidade e clientes. |
Para saber mais sobre microfones, pré‑amplificadores e soluções de teste relacionadas, visite o site da CRYSOUND para obter mais informações sobre produtos e contacte a equipa para uma análise mais aprofundada. Se necessário, preencha o formulário Get in touch abaixo.
Related Products
Get in touch
If you are interested or have questions about our products, book a demo and we will be glad to show how it works, which solutions it can take part of and discuss how it might fit your needs and organization.
