home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / 120489 / 12048900.061 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1994-03-25  |  5.6 KB  |  117 lines

  1. <text id=89TT3210>
  2. <title>
  3. Dec. 04, 1989: Fighting Noise With Antinoise
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1989               
  7. Dec. 04, 1989  Women Face The '90s                   
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. TECHNOLOGY, Page 94
  13. Fighting Noise with Antinoise
  14. </hdr><body>
  15. <p>Electronic mufflers cancel unwanted sound waves in midair
  16. </p>
  17. <p>By Philip Elmer-Dewitt
  18. </p>
  19. <p>    The oversize, matte-black headsets look like the kind of
  20. industrial-strength ear protection worn by airport baggage
  21. handlers. But these are no ordinary earmuffs. They are
  22. high-tech earphones designed for pilots of small jets and other
  23. light (and noisy) aircraft. Rather than soften the drumming
  24. engine noise with thick layers of plastic foam, the earphones
  25. eliminate it electronically. A tiny microphone samples sound
  26. waves at the wearer's ear, processes them through special
  27. circuitry and broadcasts countertones that cancel the offending
  28. sounds in midair. Result: silence, or something close to it.
  29. </p>
  30. <p>    The $965 aviation headset, made by Bose, a Framingham,
  31. Mass., manufacturer of hi-fi speakers, is one of the latest
  32. applications of antinoise, a surprising new technology that is
  33. changing the way people block unwanted sounds -- from the whine
  34. of electrical transformers to the rumble of internal-combustion
  35. engines -- while leaving human voices, alarm bells and other
  36. useful sounds untouched. The technology should have many uses:
  37. the American Medical Association estimates that more than 9
  38. million U.S. workers are exposed to hazardous noise levels on
  39. the job. In some professions -- notably mining, shipbuilding,
  40. food processing and printing -- it is not unusual for young
  41. workers to begin employment with perfect hearing and end up, 25
  42. years later, nearly deaf.
  43. </p>
  44. <p>    The principle behind all antinoise devices is the same.
  45. Noise is basically a pressure wave traveling through the air.
  46. Antinoise is the mirror image of that wave, an equal and
  47. opposite vibration exactly 180 degrees out of phase with the
  48. noise to be blocked. When noise and antinoise collide, they
  49. interact with what is called destructive interference, canceling
  50. each other out. The idea is not new; generations of high-school
  51. physics students have seen destructive interference demonstrated
  52. with undulating Slinkies or jump ropes. But it is only recently
  53. -- with the advent of small, high-speed signal processors --
  54. that scientists have had the computer power to make practical
  55. antinoise devices.
  56. </p>
  57. <p>    There are two ways to generate an antinoise wave. The
  58. analog approach, first developed in the 1930s using vacuum-tube
  59. technology, works something like a seesaw. A mechanism drives
  60. a loud speaker that pushes the air when incoming sound waves
  61. rise and pulls it back when the sound waves fall. Alternatively,
  62. antinoise waves can be created digitally, using a signal
  63. processor to convert incoming sound waves into a stream of
  64. numbers. Given those numbers, computers can quickly calculate
  65. the frequency and amplitude of the mirror-image waves. Those
  66. specifications are then fed to a conventional speaker and
  67. broadcast into the air. Sounds that the system wants to
  68. preserve, like human voices, can be subtracted out in the
  69. beginning of the process and added back in at the end.
  70. </p>
  71. <p>    At least half a dozen firms are selling antinoise systems
  72. in the U.S. and Europe. A pair of British firms, Racal Acoustics
  73. and Plessey, sell antinoise headphones that combat cockpit noise
  74. in military vehicles, such as the Sea King helicopter and the
  75. Warrior attack vehicle. Digisonix, a division of Nelson
  76. Industries in Stoughton, Wis., markets units that can be bolted
  77. to air ducts to mute the blast of industrial fans and heating
  78. and air-conditioning systems. Noise Cancellation Technologies
  79. of New York City just announced a joint venture with Tenneco to
  80. make electronic mufflers for automobiles and light trucks that
  81. can dampen engine boom without reducing engine performance or
  82. fuel efficiency.
  83. </p>
  84. <p>    The DSP Group in Emeryville, Calif., has developed
  85. computerized silencers that can cut through the line noise that
  86. makes cellular telephoning a chore. The same technology is being
  87. used by Government agencies involved in surveillance and
  88. intelligence gathering to improve the performance of
  89. eavesdropping devices. Active Noise and Vibration Technologies
  90. of Phoenix makes antinoise speakers for the headrests of
  91. helicopters, trucks and airplanes to surround passengers with
  92. zones of silence. Soon, lawn mowers and snow-blowers may be
  93. electronically muzzled to reduce suburban din. And, thanks to
  94. antinoise systems, submarines carrying nuclear warheads now run
  95. silent as well as deep. "Everywhere you hear noise, there's a
  96. business opportunity," says Gene Frantz, applications manager
  97. for digital signal processing at Texas Instruments. "We're at
  98. a stage of the technology where the first guy to the problem can
  99. be rich."
  100. </p>
  101. <p>    No antinoise system is perfect. The digital devices work
  102. well with repetitive noises, like the sounds of fans and
  103. turbines, but cannot stop random or unexpected noises. Analog
  104. systems fight low, random noises but do it by eliminating all
  105. low-frequency sounds, good or bad. And none of the antinoise
  106. devices currently on the market are very good at canceling
  107. high-pitched squeals and whistles. The problem: calculating
  108. antiwaves for sounds higher than middle C requires more
  109. computing power than today's chips can provide. For now, the
  110. most cost-effective way to block those tones is still to stick
  111. your fingers in your ears.
  112. </p>
  113.  
  114. </body></article>
  115. </text>
  116.  
  117.