Генератор белого шума что это

Портативный звуковой генератор белого шума Mesqool CR1016 с 42 разными звуками

Пока все ждут свои не-очень-нужные и почти-бесполезные эмоционально-импульсивные покупки с 11/11, я решил запилить небольшой обзор товара, который был получен за неделю до этих безобразий по поводу 11/11.
Изначально мне нужен был просто генератор шума и обзор на него тут я не планировал даже писать.
Но я получил нечто чуть более интересное и потому решил поделиться этим тут.
Встречаем генератор белого шума или просто «шумелка». Впрочем, как потом оказалось, эта штука умеет не только шуметь.

Лирическое отступление для переживших 11/11

Привет всем, кто смог пережить 11/11. Надеюсь, что уже многие смогли отойти от шока на сегодняшний день.
Один мой приятель на вопрос «а ты что купил на скидках и сколько сэкономил?» очень хорошо ответил «у меня самая большая экономия — я ничего не купил».
К сожалению, у меня не такая развитая сила воли и мне далеко до такого Дзена, но я работаю в этом направлении.
С каждым 11/11 у меня покупок меньше, но это количество всё ещё выше нуля.
Впрочем, я тут такой не один и я рад, что, глядя на муську, мне не надо с этим сильно торопиться.

Зачем он такой вообще этот белый шум?

Многие знакомы с белым шумом и почти все примерно представляют что это такое. На всякий случай пробегусь по этой теме, что бы убедиться, что мы все говорим об одном и том же.
Белый шум — это просто сигнал, который более-менее размазан по широкому спектру частот, которые распознаются человеческим ухом. Грубо говоря, это просто наше «ш-ш-ш-ш».
На многих людей этот сигнал действует успокаивающе и помогает засыпать или просто успокаиваться.
Пожалуй, для сна помогает больше не факт белого шума, а то, что он заглушает другие отвлекающие и раздражающие шумы.
Особенно часто используется в случаях с гиперактивными детьми, да и некоторые взрослые тоже используют что бы успокоить дневной стресс.

Есть, конечно, и нежелательное влияние, которое обычно основано на возможном привыкании. Да, для некоторых это может быть как наркотик с высокой зависимостью. То есть, тут надо знать меру, что бы на зайти в крайность.
Это всё, конечно, индивидуальное и у всех своя реакция на это явление. Лично я могу спать под удары отбойного молотка, когда на мне дети скачут конём или рядом какой-то громкий разговор. Но не все в моей семье могут похвастаться таким отношением к посторонним звукам во время сна. Именно по этой причине у меня и появилось это устройство.

Что бы быть политически корректными в 2021-ом году, я добавлю, что кроме белого шума есть и другие цвета фломастеров, настроения, причёски, глаз и шума. Классификация основана на том, что разный тип шума имеет разное распределения спектра.

Если вкратце (надеюсь, сильно ничего не перепутаю):
Розовый шум (его ещё называют мерцательным шумом) — мощность сигнала убывает ближе к высоким частотам. Считается полезным для концентрации.
Синий шум — обратный розовому шуму когда мощность сигнала возрастает к более высоким частотам.
Фиолетовый шум — почти как синий, но более резкий рост по частоте.
Серый шум — шум с провалом в средних частотах так, что бы человеческое ухо субъективно воспринимало его равномерным.
Броуновский («коричневый») шум — резкий спад ближе к высоким частотам.
Оранжевый шум — в спектре этого шума есть провалы на частотах музыкальных нот.
Красный шум — синоним Броуновского шума. Близок к естественному шуму, который часто можно услышать у морей и океанов, которые поглощают высокие частоты.
Зелёный шум — закос на шум естественной среды. Почти как розовый, но с усилением в районе 500 Гц.
Чёрный шум — часто это шум, который выходит за пределы звукового восприятия человеческого уха или даже просто тишина.

В данном устройстве заложены белый шум, розовый шум и вариация Броуновского шума для сна.

Комплектация

В комплект кроме самого устройства входит небольшой блок питания с USB портом. На блоке указано 5 Вольт и 2 A.
Так же есть провод для питания (чуть подробнее о нём ниже) и инструкция.

Инструкция чуть подробнее:

Обещанные параметры

• Модель: CR1016
• 44100 Hz, 192 Kbps, 32-bit Stereo
• 6 звуков вентиляторов
• 6 разных белых шумов
• 15 звуков природы
• 15 колыбельных
• Таймер на 15, 30, 45 и 60 минут
• Выходная мощность: 2 * 0,5 Ватт
• Питание от сети через USB блок или от 3 * AA элементов
• От батареек обещают автономную работу от 15 до 40 часов
• Входное гнездо для питания: 5,5мм*2.1мм, 5 Вольт
• Есть 3,5 мм выход для наушников (для взрослых, конечно)
• При отключении запоминает саму звуковую дорожку (но не позицию), громкость, установку таймера
• Две цветовых варианта корпуса: белый и чёрный

Внешний вид

Сам, так называемый, генератор своим форм-фактором немного напоминает некоторые Bluetooth колонки. Корпус выполнен в виде глянцевого пластика, на котором остаются отпечатки пальцев. Впрочем, они легко стираются. Хотя, я бы лично предпочёл матовую поверхность.

Передняя часть закрыта матерчатой защитной панелью, за которой по идее скрывается два динамика. Сама передняя панель довольно приятная на ощупь. Снизу есть две прорезиненные ножки.

У кнопок яркие тактильные ощущения, достаточно громкие так как корпус немного усиляет механические щелчки.
Управление достаточно простое: есть кнопка включения/выключения, две кнопки управление громкостью, одна кнопка таймера (15, 30, 45, 60 и выкл) и четыре кнопки для разных звуков.

Каждая кнопка для выбора звуков выбирает категорию звука (вентилятор, шум, звуки природы и колыбельные). При повторном нажатии на ту же кнопку выбора можно переходить на другие варианты звука внутри это категории.
Сзади есть отсек для трёх элементов питания типа АА на тот случай если нет возможности или настроения запитывать от сети.

Само качество звука вполне достойное для такой коробки. Вполне приемлемый диапазон воспроизводимых частот для этих целей. К сожалению, не могу измерить АЧХ.

Разбирать будем?

Без разборки просто не интересно, конечно. Сама разборка особых проблем не представляет. Несколько защёлок и шурупов стояли на пути, но всё вполне легко открывается и разбирается без ущерба для самого устройства.
Передняя панель снимается:

Откручивается несколько шурупов:

Тут мы получаем доступ к внутреннему электронному миру данного зверька:

Всё хозяйство собрано на одной плате. На этой плате была обнаружена Micro SD карта в слоте. Начало хорошее.
Карта была извлечена и на ней оказалось четыре папки с разными MP3 файлами в них. Похоже, что можно менять звуки на что-то своё. Пользы от устройства явно может оказаться больше.
Так же на плате были обнаружены следующие тараканы:
UG8083 — похоже, это и есть наш MP3 плеер. К сожалению, я не нашёл ничего полезного про него онлайн.
NS4165B — два моно НЧ-усилителя для встроенных динамиков. Динамики стоят на 8 Ом.

Micro SD

На карте памяти есть маркировка «AOYFMEAXBY+M70A2106» и «Made in Taiwan». Маркировка ёмкости отсутствует, но сама ёмкость составляет 512МБ. Флешка забита под завязку.
Тест скорости на запись дал примерно 6МБ/сек.

Вот список всех файлов на этой карте:

Файлы доступны тут.
Интереса ради проверил все файлы и оказалось, что только два файла (самые большие по размеру) идут с битрейтом 192Kbps, а остальные уже 128Kbps. А ведь на коробке гордо написано «192Kbps».
Понимаю, что иначе бы не влезло на карту, но можно было тогда вообще про «Kbps» не писать ничего. Всё равно большинству покупателей этой штуки этот параметр никак не критичен.

Ради интереса попробовал записать другие MP3 файлы в разные папки и они прекрасно проигрывались. Музыка, аудиокники и такого рода материалы воспроизводились достаточно неплохо.

Выводы

Пожалуй, из самых больших для меня недостатков — это глянцевый пластик.
Второй недостаток — 5,5/2,1мм порт для питания когда в комплекте идёт USB блок. Странно, что не поставили обычный MicroUSB порт, так как можно было бы запитать устройство с чего угодно, так как USB проводов таких полно. А тут надо специальным проводом USB — 5,5/2,1мм.
Было бы классно иметь физический доступ на MicroSD карту, что бы можно было вытащить и поменять файлы. Или лучше через USB порт, но тут уже, наверно, более замороченный МК надо внутрь добавлять и это уже будет иное устройство.

Из преимуществ мне нравится автономное питание от AA и потенциальная возможность заменить файлы на что-то своё. Например, колыбельные я слушать не планирую.

Товар для написания обзора предоставлен магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Белый шум для сна

Проблемы с засыпанием часто связаны с перевозбуждением нервной системы, громкими и резкими звуками. Белый шум для сна – эффективное средство, помогает быстро уснуть взрослым и детям, его рекомендуют использовать для улучшения физического и психологического состояния.

Что это такое

Полное отсутствие звуков, постоянный гул за окном не дает расслабиться и уснуть. Поэтому возникала идея заменить тишину и вредные шумы полезными. Так появился белый шум.

Белый шум – это равномерный фоновый звук, содержит все частоты звукового диапазона. Название получил по аналогии с белым цветом, который объединяет все частоты видимого спектра. Он воспринимается человеческим ухом как нечто средне между абсолютной тишиной и раздражающим гулом.

В каких случаях назначается

Слушать белый шум рекомендуют детям любого возраста для улучшения качества сна, особенно гиперактивным. Под монотонное звучание ребенок засыпает быстрее, чем в полной тишине. Это связано с тем, что в утробе малыш постоянно был окружен различными звуками, и такая среда стала для него привычной.

Лечение монотонным звучанием в качестве вспомогательного метода применяют при тиннитусе – постоянный звон, свист, гул в ушах. Его рекомендуют слушать студентам во время подготовки к экзаменам.

Виды белого шума

Белый шум можно создать только искусственно, в природе равномерное распределение звуковых волн одной громкости в чистом виде не встречается.

• серо-белая метель на телевизоре без антенны;
• пустая радиочастота;
• шум фена, пылесоса, кондиционера.

Звучание водопада, леса и дождя – все эти природные звуки относятся к белому шуму только условно. Но и они неплохо успокаивают, помогают расслабиться.

Как работает

Белый шум самый нетравматичный, он не несет никакой информации. Существует несколько причин, которые делают его комфортным для восприятия органами слуха, головным мозгом.

• спектр белого шума от 20 до 20 тыс. Гц, все частоты распределены равномерно, ничего не раздражает ухо;
• неразличимый и неинформативный гул мозг воспринимает как безопасное звучание;
• поглощает все другие звуки, они не кажутся такими громкими;
• на фоне всеобщей звуковой какофонии монотонное шипение кажется успокаивающим.

Именно поглощение посторонних звуков делает белый шум таким полезным. Поскольку при постоянном нахождении среди громкого гула, развивается стресс и хроническая усталость. Высокочастотные звуки могут вызвать умственно-психические расстройства. А прерывистые, не ритмичные постоянно держат мозг в напряжении.

Чем полезен для детей и взрослых

Монотонному шипению приписывают много полезных и лечебных действий.

Польза для детей.

1. Помогает успокоиться, если никакие другие методы не действуют.
2. Ускоряет процесс засыпания.
3. Улучшает глубину и качество сна.
4. Помогает расслабиться маме.
5. Монотонные звуки считаются одним их наиболее эффективных нефармакологических методов борьбы с детскими коликами.

Взрослым рекомендуют слушать монотонное шипение при приступе мигрени. Ему приписывают способность справляться с заболеваниями печени, почек, поджелудочной железы.

Белый шум помогает не только расслабиться перед сном, но и сосредоточиться на работе, чтобы ничего не отвлекало. Монотонные звуковые композиции используют при медитациях, чтобы сфокусироваться на дыхании, удержать фокус сознания.

Существуют специальные программы, где в белом шуме скрыты речевые установки. Этот метод используют для психологического программирования на омоложение, устранения различных проблем с кожей.

Во время прослушивания сознание не воспринимает слова, установки действуют на подсознание. Заметный результат появляется через 2-3 недели.

В каких случаях противопоказан

Не на всех монотонное звучание оказывает расслабляющее действие. У некоторых людей из-за особенностей психики возникает сильный дисбаланс между внешними и внутренними колебаниями, на смену расслаблению приходит раздражение.

• беременность, первое время после родов;
• аритмия, другие патологии сердечно-сосудистой системы;
• эпилепсия, тяжелые психологические и психические расстройства;
• алкогольная, наркотическая зависимость, прием психотропных препаратов.

Чтобы белый шум для сна не навредил ребенку, источник звука должен находиться не ближе 1 м, а продолжительность сеанса – не более 20 минут. Оптимальная громкость – 50 дБ, это примерно равняется спокойному разговору двух взрослых людей.

Сонные игрушки специалисты не рекомендуют использовать, поскольку они должны находиться в детской кроватке, что опасно.

При неправильном применении монотонного звука у детей возникают проблемы со слухом, задержка речевого развития.

У взрослых постоянное прослушивание монотонного шипения может стать причиной снижения нейронного торможения – эта функция позволяет фильтровать несущественную информацию. Увеличивается время на обработку мозгом быстро меняющихся сигналов, нарушается внимание и память.

Каким бы полезным не был белый шум, слушать его беспрерывно не стоит.

Многие врачи приравнивают его к наркотикам, он вызывает привыкание. Поскольку звуковые сигналы меняют структуру, функции и химический состав головного мозга.

Источник белого шума со спектральной плотностью, равномерной в диапазоне 1 Гц … 100 кГц

Белый шум бывает очень полезен при тестировании многих типов электронных схем. В сочетании с БПФ-анализатором источник шума с плоским спектром позволяет быстро получить амплитудно-частотную характеристику устройства. Если шум имеет плоский спектр и известный уровень, несложно определить коэффициент усиления схемы, что можно сделать даже визуально. Этот давно известный метод практически использовался уже, по крайней мере, в 1978 году в низкочастотном анализаторе спектра HP3582A [1].

«Современным» способы генерации белого шума основаны на применении цифровых сдвиговых регистров с обратной связью, реализованных на схемах с программируемой логикой. А некоторые авторы для генерации белого гауссовского шума даже использовали массивы работающих параллельных микроконтроллеров.

Ниже описано чисто аналоговое решение, основанное на легкодоступных дешевых компонентах, которые, при желании быстро собрать прототип на макетной плате, даже можно приобрести в корпусах со штыревыми выводами.

Общеизвестно, что хорошим источником широкополосного шума является стабилитрон. Поэтому главной задачей становятся поиски стабилитрона, характеристика которого была бы плоской в пределах интересующего вас диапазона. В широкополосном (5 МГц) генераторе шума, построенном в свое время Джимом Вильямсом (Jim Williams), использовался стабилитрон с напряжением стабилизации 6.8 В. Распространены, также, и источники шума на обратносмещенном переходе база-эмиттер NPN транзистора.

Целью разработки было создание достаточно мощного источника шума для Фурье-анализа, имеющего плоскую характеристику в полосе частот от 1 Гц до 100 кГц. Стабилитрон 6.8 В, и в самом деле, генерировал интенсивный шум, однако я обнаружил в нем большую составляющую 1/f в области нижних частот, и, кроме того, его спектральную характеристику сложно было назвать плоской. Поэтому в своей конструкции в качестве источника шума я использовал проверенный временем 12-вольтовый стабилитрон. Мои исследования показали, что эти диоды имеют мощный и равномерный спектр шума и хорошо работают при сильно разряженных батареях 9 В, которые были использованы в схеме [2].

Собственный шум выбранного стабилитрона при питании его напряжением 18 В через резистор 1 МОм составляет примерно 20 мВ с.к.з. Пиковое значение примерно в пять раз больше и находится в пределах 100 мВ.

Чтобы не беспокоиться об ошибке смещения по постоянному напряжению, я выбрал почтенный сдвоенный операционный усилитель LF412 на полевых транзисторах, с помощью которого дважды усилил шум диода на 10.

Получившаяся схема изображена на Рисунке 1. На стабилитрон через резистор 1 МОм подано обратное напряжение 18 В от двух включенных последовательно батарей 9 В. Микросхема LF412 питается напряжением ±9 В, средняя точка которого взята от точки соединения батарей. Небольшой входной ток и малое напряжение смещения позволяют обойтись без выходных развязывающих конденсаторов, поскольку постоянная составляющая напряжения на выходах отличается от уровня «земли» на единицы милливольт. Хотя LF412 не является малошумящим усилителем, его шумы все же существенно ниже шумов стабилитрона, и здесь можгут не учитываться.

Рисунок 1.

Выходное напряжение этого низкочастотного генератора шума равно 1 или 10 В пик-пик в диапазоне частот от 1 Гц до 100 кГц.

Шум стабилитрона последовательно усиливается с помощью U1A и U1B до пиковых уровней примерно 1 В и 10 В. Если этого слишком много для тестируемой схемы, с помощью резисторов R8 и R9 выходные напряжения можно поделить до любого необходимого значения.

На Рисунке 2 показана результирующая шумовая характеристика схемы, плоская, как можно видеть, в полосе частот от 1 Гц до 100 кГц. Небольшой спад частотной характеристики на выходе х100 в районе 100 кГц составляет менее 0.5 дБ, и при необходимости может быть скомпенсирован соответствующей частотно-зависимой коррекцией усиления U1B. Однако для многих целей это будет совершенно излишним. Для сравнения на Рисунке 2 показана шумовая характеристика линейного стабилизатора LM317, включенного с конденсаторами минимально возможной емкости. Это иллюстрирует многочисленные утверждения, что «LM317 – очень шумный регулятор». Несложно заметить, что до стабилитрона 12 В ему очень далеко.

Рисунок 2.

Спектральная плотность мощности в диапазоне частот от 1 Гц до 100 кГц практически постоянна. Для сравнения показана шумовая характеристика стабилизатора LM317, считающегося очень сильно шумящим прибором.

Благодаря использованию стабильных маломощных усилителей на полевых транзисторах и керамических конденсаторов в цепях развязки, компонента шума 1/f, индуцируемая температурными градиентами от блуждающих воздушных потоков, сведена к минимуму. Тем не менее, конструкцию следует заключить в какой-то корпус и держать ее подальше от циркулирующих потоков воздуха.

Схема потребляет всего 4 мА и надежно работает даже с разряженными до 7 В батареями. Такая глубина разряда при указанном токе позволяет утверждать, что устройство проработает на простых щелочных батареях более 100 часов. По мере разряда батарей шум схемы изменяется примерно на 15%. Если это нежелательно, можно, усложнив цепь питания стабилитрона, сделать ее менее зависящей от внешних факторов.

Что такое белый шум и действительно ли он помогает уснуть?

Многим людям нравится засыпать под успокаивающий звук белого шума, который состоит из низко-, средне- и высокочастотных звуков, имеющих одинаковый уровень интенсивности. Для его создания каждая частота, которую может услышать человеческое ухо, воспроизводится в случайном порядке с одной амплитудой. Из-за этого появляется характерный звук, который у многих вызывает ассоциации с помехами на телевидении или радио.

Каким бывает шум

Некоторые люди приравнивают белый шум к звукам, которые возникают при работе вентилятора или кондиционера, но технически это не одно и то же. Воздействие на ваши уши может быть аналогичным, но по определению белый шум должен состоять из всех слышимых частот, воспроизводимых случайным образом с одинаковой амплитудой.

Некоторые звуки, которые путают с белым шумом, на самом деле, представляют собой разные цвета шума, а именно: розовый, коричневый, красный, синий. В то время как белый шум состоит из сочетания звуков низкой, средней и высокой частоты, розовый шум и коричневый, к примеру, представляют собой в большей степени сочетание низкочастотных тонов.

Выбор цвета шума зависит от ваших личных предпочтений. Если высокочастотные звуки кажутся вам слишком резкими, то, скорее всего, розовый или красный шум будет более приятным для ваших ушей. Если вы предпочитаете слушать высокочастотные звуки, подходящим вариантом станет белый или синий шум.

Помогает ли белый шум уснуть

Многие исследования подтверждают, что небольшой фоновый звук может помочь людям приглушить скрип или грохот, нарушающие сон. К примеру, белый шум оказался особенно эффективным для пациентов больниц. Результаты исследования, опубликованные в 2017 году в научном журнале Frontiers in Neurology, показали, что генератор белого шума может сократить время засыпания почти на 40%. Также доказано, что белый шум помогает быстрее заснуть младенцам и маленьким детям.

«С точки зрения биологии вам не нужен этот звук для здорового сна. И если вы будете включать его каждую ночь, то сильно к нему привыкните, и больше уже не сможете засыпать без него», — предупреждает Майкл Гранднер, руководитель программы исследований в области сна и здоровья Аризонского университета.

Тем не менее белый шум гарантированно заблокирует другие звуки, которые будят вас или мешают заснуть. По данным Sleep Foundation, причина, по которой скрипящая лестница или автомобильная сигнализация могут нарушить ваш сон, состоит не столько в том, насколько громким является тот или иной звук, а в его внезапности и непостоянстве. Поскольку белый шум непрерывен и уже включает в себя все частоты, другие звуки в нем теряются.