¿Por qué el viento suena tan fuerte en los teléfonos? » ABC de la ciencia

¿Por qué el viento suena tan fuerte en los teléfonos?  » ABC de la ciencia

Los micrófonos MEMS rentables y flexibles que se utilizan en nuestros teléfonos inteligentes tienden a captar el ruido del viento de fondo. La baja frecuencia del viento y los micrófonos omnidireccionales son las principales razones por las que el viento suena tan fuerte en los teléfonos móviles. ¡Veamos cómo!

¿Alguna vez se ha enfrentado a un problema de ruido de viento continuo en el fondo de la persona con la que está hablando por teléfono? A veces, este ruido del viento es mucho más fuerte que la voz de la persona al otro lado del teléfono y simplemente no puedes escucharla. Tenemos que pedirle a esa persona que se mueva a un lugar silencioso o que se detenga un rato para hablar si está de viaje.

Como un truco temporal, esa persona simplemente terminará cubriendo la parte inferior del teléfono con las manos y veremos una caída repentina en el ruido del viento de fondo.

¿Cómo pasó esto? ¿Y por qué el ruido del viento de fondo dominaba la voz de otras personas a pesar de que estaban tan cerca del teléfono? ¡Averigüemos esto!

Micrófonos utilizados en teléfonos.

Hay tres requisitos básicos para el micrófono de un teléfono móvil típico

  1. Proporcione un sonido de buena (no necesariamente muy alta) calidad
  2. Cabe en un espacio pequeño ya que los teléfonos se vuelven más planos y delgados con el tiempo
  3. Consumir energía mínima para funcionar

Un diminuto micrófono de condensador electret o MEMS (Sistema Micro Eléctrico Mecánico) hace el trabajo aquí. Debido a su tamaño en miniatura, su rentabilidad y su capacidad para brindar una buena comunicación, los micrófonos MEMS son los preferidos para los teléfonos inteligentes.

Estos micrófonos tienen diafragmas que juegan un papel importante en la captura de la frecuencia del sonido entrante. Estos finalmente se convierten en señales eléctricas. Estos micrófonos son capaces de capturar sonido en toda la banda de frecuencia de audio de 20 Hz a 20 kHz.

Frecuencia de la voz humana frente a la frecuencia del ruido del viento

Personajes diminutos en enormes infografías que presentan la amplitud y el tono de las ondas sonoras

Frecuencia del sonido (Crédito de la foto: ivector/Shutterstock)

Por lo general, la voz masculina tiene un rango de frecuencia de 100 Hz a 8 kHz. (con una frecuencia fundamental de 100 Hz a 900 Hz y sus armónicos de 900 Hz a 8 kHz).

De manera similar, la voz femenina tiene un rango de frecuencia de 350 Hz a 17 kHz. (con una frecuencia fundamental de 350 Hz a 3 kHz y sus armónicos de 3 kHz a 17 kHz)

Por otro lado, la frecuencia del ruido del viento se encuentra predominantemente entre 20 Hz y 250 Hz.

Esto muestra que existe una clara superposición en el rango de frecuencia más bajo para la voz humana y el ruido del viento. El micrófono MEMS en nuestros teléfonos capturará fácilmente estas frecuencias. Dado que hay una superposición de frecuencias, no es fácil filtrar el ruido del viento y dar una voz humana clara como salida.

Micrófonos omnidireccionales vs unidireccionales

¿Podemos jugar con la ubicación de los micrófonos en los teléfonos de modo que solo capturemos la voz humana? Aquí viene el concepto de micrófonos omnidireccionales y micrófonos unidireccionales.

Como sugiere el nombre, los micrófonos omnidireccionales son capaces de captar el sonido por igual desde todas las direcciones. La ventaja aquí es que mientras hablamos por teléfono, podemos mantenerlo a cierta distancia de nuestro punto de voz, y aún así poder transferir el sonido con claridad. Sin embargo, la desventaja en este caso es que el micrófono también puede captar un sonido de fondo no deseado de todas las direcciones, incluido el ruido del viento.

Por otro lado, los micrófonos unidireccionales captan el sonido de una sola dirección. Por lo tanto, podemos evitar el ruido de fondo no deseado y concentrarnos solo en el sonido requerido. Sin embargo, la desventaja aquí es que el orador debe asegurarse de que el micrófono se sostenga en una dirección muy específica desde el punto de la voz, de lo contrario, el sonido no se captará correctamente.

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Hablando en modo manos libres (Crédito de la foto: Antonio Guillem/Shutterstock)

Considere el caso en el que una persona que habla por un teléfono celular lo está usando en modo manos libres. Se espera que el micrófono capte el sonido desde cierta distancia y cierta dirección que puede no ser fija.

Aquí, el micrófono omnidireccional desempeñará un papel importante para proporcionar una recepción óptima del sonido, especialmente en modo manos libres desde todas las direcciones.

Esto se logra sin confundir al hablante para sostener el teléfono en una dirección particular. Además, la rentabilidad y la flexibilidad para encajar en espacios diminutos hacen que los micrófonos omnidireccionales sean preferibles a los micrófonos unidireccionales.

Por lo tanto, el uso de micrófonos omnidireccionales en los teléfonos celulares aumenta la probabilidad de detectar ruidos de viento no deseados.

¿Por qué el viento suena fuerte en los teléfonos?

Ahora que está claro que no podemos detener por completo el ruido del viento bloqueando el sonido de baja frecuencia o usando micrófonos unidireccionales en nuestros teléfonos celulares, tratemos de entender por qué el viento suena fuerte en los teléfonos.

Básicamente, hay dos razones detrás de esto.

En caso de vientos más rápidos, la presión del viento se suma a la presión del sonido que golpea el diafragma en el micrófono. Esto da como resultado una presión más alta que la requerida en el diafragma, lo que eventualmente la convierte en una señal de mayor amplitud, lo que hace que el ruido del viento sea más fuerte en el otro lado del teléfono de lo que es real.

En segundo lugar, ciertos micrófonos tienden a captar el sonido de baja frecuencia y amplifican la señal para que quede clara. Dado que la frecuencia del viento es baja, el micrófono tenderá a captarlo y amplificarlo. Esto nuevamente conduce a un ruido de viento más fuerte.

¿Cómo se puede reducir el sonido del viento en las llamadas telefónicas?

A medida que avanza la tecnología, podemos ver muchas opciones para superar el ruido del viento. Hay micrófonos con buenas funciones de cancelación de ruido.

Además, algunos teléfonos celulares usan múltiples micrófonos unidireccionales para eliminar el ruido no deseado.

Sin embargo, la mayoría de los fabricantes de teléfonos celulares asequibles considerarán dar importancia a otras características sobre un mejor micrófono para su teléfono celular, siempre que pueda brindar un nivel óptimo de comunicación.

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