Khảo sát siêu âm trong trung tâm mua sắm

• Tông dẫn đường (pilot tone) khoảng 20kHz được dùng trong các hệ thống PA nhiều loa để giám sát liên tục trạng thái hệ thống
  • Nếu không có pilot tone, điều đó có nghĩa là loa không được kết nối
  • Tần số được đặt rất cao, nằm ngoài ngưỡng nghe của con người, để không làm phiền khách hàng
• Tuy nhiên, tông này khá mạnh và một số người vẫn có thể nghe thấy, đặc biệt khi tần số thấp hơn 20kHz
  • Ở thành phố nơi tác giả sống có một hệ thống ở mức 19.595kHz, và nhiều người nói rằng họ nghe được âm thanh đó
  • Có vẻ đây không phải là vũ khí âm thanh như The Mosquito, vốn dùng tần số thấp tới 17kHz
  • Nhiều khả năng đây là cấu hình sai nhưng chưa được sửa vì những người làm việc đó không thể tự trải nghiệm vấn đề một cách thực nghiệm
• Âm thanh này gần như không bao giờ là một tông thuần túy mà luôn có điều biến (modulation)
  • Tác giả tự hỏi liệu nó có do nhạc nền phát qua hệ thống PA gây ra, đang truyền thông tin, hay là một thứ hoàn toàn khác
  • Có biểu đồ phổ tần (spectrogram) cho thấy điều biến biên độ (amplitude modulation) xung quanh một pilot tone mạnh
  • Tuy nhiên kiểu điều biến này hiếm gặp; phổ biến hơn là quan sát sự thay đổi của tông theo những gì đang diễn ra xung quanh, chẳng hạn như chuyển động của con người
• Có spectrogram cho thấy điều gì xảy ra với pilot tone khi tàu đến ga tàu điện ngầm
  • Tác giả cho rằng đây là tán xạ ngược (backscatter) hoặc tiếng vang (reverb) của pilot tone bị phản xạ từ đoàn tàu đang giảm tốc và bị dịch Doppler (Doppler-shifted)
  • Pilot tone hoạt động như một sonar song tĩnh (bistatic sonar) phát liên tục
  • Khi đoàn tàu đi từ phải sang trái, micro bên trái (màu xanh lá) chủ yếu phát hiện dịch Doppler âm, còn kênh bên phải (màu tím) phát hiện dịch Doppler dương
• Khi đi thang máy lên tầng khác và ghi âm bên trong, tác giả phát hiện pilot tone bị chìm trong nhiễu trong suốt quãng di chuyển 10 giây
• Khi đứng ngay dưới loa PA trong bãi đỗ xe ngầm của trung tâm mua sắm và ghi lại lúc một chiếc scooter chạy qua, spectrogram stereo cho thấy rất nhiều điều thú vị
  • Có vẻ tồn tại hai pilot tone ở 19,595Hz và 19,500Hz, cho thấy có thể có hai hệ thống PA khác nhau trong bãi đỗ xe
  • Có dịch Doppler rõ ràng trong phần vang dội, và khi chiếc scooter đi qua thì sự thay đổi tần số chuyển từ dương sang âm
  • Có vẻ có một mẫu hình được “lấp đầy” bằng nhiễu bên dưới đường cong Doppler này
  • Từ phép tính đơn giản hóa, tác giả ước tính tốc độ của chiếc scooter vào khoảng 11km/h
• Một vài ý tưởng có thể tận dụng tín hiệu siêu âm này:
  • Đo tốc độ tự động trong bãi đỗ xe
  • Phát hiện khi thang cuốn bị hỏng
  • Điều biến bằng mã vị trí để giúp mọi người không bị lạc trong mê cung thương mại
  • Dùng để phân phối quảng cáo
  • Dùng để tìm nơi yên tĩnh nhất trong trung tâm mua sắm

Ý kiến của GN⁺

• Ứng dụng của công nghệ siêu âm: Công nghệ siêu âm có tiềm năng ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ, nó có thể được dùng hữu ích trong các hệ thống an ninh, theo dõi vị trí và các dịch vụ công tự động.
• Hiểu về hiệu ứng Doppler: Hiệu ứng Doppler rất hữu ích trong việc đo tốc độ và hướng của vật thể. Nhờ đó, nó có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như quản lý giao thông hay phân tích thể thao.
• Vấn đề tiếng ồn môi trường: Các tông siêu âm có thể gây khó chịu cho con người. Đặc biệt, một số người có thể nghe được âm thanh tần số cao, từ đó tạo ra vấn đề về tiếng ồn môi trường.
• Thách thức kỹ thuật: Để nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của các hệ thống siêu âm, vẫn còn nhiều thách thức kỹ thuật. Ví dụ, cần tối ưu hiệu năng trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.
• Công nghệ cạnh tranh: Cũng tồn tại các công nghệ khác cung cấp chức năng tương tự. Ví dụ, LiDAR hoặc radar có thể được dùng cho những mục đích giống với siêu âm.

[GN⁺]

Ý kiến Hacker News

• Máy phát thanh FM: Máy phát FM liên tục phát một âm pilot 19 KHz để biểu thị chương trình phát stereo. Thông tin stereo được chứa trong sóng mang điều biên 38 KHz. Với tín hiệu FM yếu, có thể để chế độ mono sẽ tốt hơn.
• Trải nghiệm thời thơ ấu: Có người nhớ đã nghe thấy âm thanh the thé trong trung tâm bách hóa khi 4-6 tuổi. Bài viết này đo tần số và giải thích rằng đó là chức năng hoạt động bình thường của hệ thống.
• Giả thuyết về ampli Class-D: Có ý kiến cho rằng đó có thể là nhiễu phát sinh từ ampli Class-D. Các ampli này chuyển mạch ở tần số MHz, nhưng có thể tồn tại các hài không được lọc.
• Tiếng ồn tần số cao ở Nhật Bản: Một người sống ở Tokyo cho biết đã trải nghiệm tiếng ồn tần số cao trong khu dân cư. Họ tự hỏi liệu âm thanh này có nhằm vào côn trùng hay động vật hoang dã không, và đang cân nhắc bắt đầu đo đạc tiếng ồn.
• Nhà sản xuất hệ thống PA: Chia sẻ từ một người làm tại nhà sản xuất hệ thống PA. Ampli thực hiện kiểm tra định kỳ vài phút một lần và đo dòng điện trong mạch loa để xác nhận có bất thường hay không.
• Bài hát được mix tệ: Có người từng nghe những bài hát được mix tệ lẫn với tiếng ồn cao tần. Họ cho rằng thiết bị phòng thu không cố ý phát ra tiếng ồn thử nghiệm như vậy.
• Thiết bị Mosquito: Có người nhớ tới thiết bị "Mosquito" từng được dùng vào cuối những năm 2000 và đầu những năm 2010 để xua đuổi thanh thiếu niên. Thiết bị này đắt tiền, và cũng có trường hợp bị phá hỏng vì tiếng ồn.
• Phân phối quảng cáo: Có ý kiến cho rằng không nên viết cách phân phối quảng cáo lên Internet.
• Ảnh hưởng đến động vật: Không có đề cập nào rằng những âm thanh như vậy có thể gây hại cho động vật, trong khi các loài như chó nghe tốt hơn con người.
• Mô tả sản phẩm: Âm tần số cao được thu nhận bằng điện để kiểm tra tính liên tục của cáp. Âm này lẽ ra phải bị loa tweeter suy giảm, và mục đích là để xác nhận hệ thống PA hoạt động bình thường khi phát thông báo khẩn cấp. Sự hiện diện của tín hiệu <20Khz có nghĩa là ampli hoặc bộ lọc không nhận được âm kiểm tra đúng cách, nên đã được bổ sung như một biện pháp tạm thời.