Kako deluje odprava hrupa v slušalkah in zakaj vas ne reši vseh zunanjih zvokov
Miscellanea / / May 15, 2021
Neusmiljena fizika preprečuje sistemom za odpravljanje hrupa popolno tišino.
Leta 2020 so zaradi prehoda na delo na daljavo številni ljudje potrebovali slušalke za komunikacijo s kolegi na spletnih konferencah in oddaljitev od članov gospodinjstva. Pripomočki z odpravljanjem hrupa so postali še posebej priljubljeni: pomagali so se bolje osredotočiti na delo, ker so zmanjšali raven zunanjega hrupa.
Toda takšni modeli obstajajo že dolgo: gospodinjske slušalke s sistemom za odpravljanje hrupa so prvič izšle že leta 1989. Pred kratkim je Apple na to funkcijo opozoril z izdajo AirPods Pro in nato AirPods Max.
Številni pričakujejo, da bodo slušalke za odpravljanje hrupa popolnoma "izklopile" zvok iz okolice in so razočarani, če tega ne storijo. Če želite razumeti, zakaj tehnologija ne posnema gumba za izklop zvoka, morate razumeti, kako deluje.
Kako deluje aktivno odpravljanje hrupa
Tehnologija aktivnega odpravljanja hrupa se je na gospodinjske aparate preselila iz vojske: že sredi 20. stoletja so takšne sisteme uporabljali za zmanjšanje ravni hrupa v kabinah letal in helikopterjev. Ustvarjene so bile prve slušalke z aktivnim odpravljanjem hrupa na ušesu
Zgodovina slušalk za helikopterje leta 1957.Za domačo uporabo je tehnologijo prilagodil Bose - njegove slušalke so leta 1989 postale pionirji za odpravljanje hrupa na trgu potrošniške elektronike.
Načelo delovanja je naslednje: sistem mikrofonov zazna raven hrupa okoli slušalk, nato pa se v zvočnikih reproducira signal z enako amplitudo, vendar v antifazi. Posledično se valovi hrupa in protihrup medsebojno zatrejo. Seveda je za ustvarjanje protifaznega vala nujno, da so slušalke priključene na nekakšen vir energije, zato tak sistem imenujemo aktivni.
Izvajanje v praksi ni tako enostavno, kot se zdi. Vse je v naravi zvoka. Ustvarjanje signala v antifazi je težka naloga: izpolniti ga je treba hitro in natančno. Hitro, ker se lahko hrup spremeni, na primer v kavarni bodisi skodelice potrkajo na krožnike ali pa nekomu čestitajo za rojstni dan, to je muhasto zvočno ozadje in se mu morate prilagoditi. Točno zato, ker lahko odstopanje med fazo in antifazo povzroči neprijetno izkrivljanje.
Zato se aktivno odpravljanje hrupa najbolje spopada z monotonimi nizkofrekvenčnimi zvoki, kot so brnenje letalskih motorjev ali prezračevanje. Imajo bolj ali manj konstantno amplitudo, valovna dolžina pri nizkih frekvencah pa je precej velika in odpušča nekatera neskladja signalov v fazi in protifazi. V primeru kavarne osnovo hrupa ustvarijo srednje in visokofrekvenčni zvoki, pri katerih je valovna dolžina precej krajša in se amplituda močneje spreminja - imajo večje zahteve za antifazni signal.
Sodobni aktivni sistemi za odpravljanje hrupa še nimajo dovolj računalniške moči, da bi utišali pogovore tujcev in nenadno ropotanje. A z monotonim hrupom v ozadju dobro obvladajo.
Kako deluje pasivno odpravljanje hrupa
Poleg aktivnega odpravljanja hrupa obstaja tudi pasivno odpravljanje hrupa. To bi lahko rekli, zvočna izolacija: nataknete si slušalke - in vse naokoli postane zadušeno. Ne potrebuje električne energije in je odvisna samo od tega, kako tesno se naprava prilega ušesom in glavi. Če pride do vrzeli, se zasliši hrup.
Zato skupaj z v ušesne slušalke naenkrat je na voljo več parov slušalk, različnih velikosti: vsaka ušesa so različna, včasih ni lahko najti popolnih blazinic. Če ne sedijo zelo trdno, pripomoček ne bo zagotovil ustrezne ravni zvočne izolacije.
Toda popolnoma usklajene šobe učinkovito dušijo ravno tisti hrup, s katerim se aktivno odpravljanje hrupa ne more spoprijeti: srednje in visoke frekvence, ostri, nenadni zvoki. Ker se ta shema ne zanaša na hitrost elektronike, ampak preprosto duši vse okoli, čeprav ne za popolno tišino.
Pasivno odpravljanje hrupa igra pomembno vlogo tudi v polnih slušalkah z velikimi skodelicami. Čim močneje bodo ušesne blazinice pritisnjene ob glavo, manj hrupa boste slišali in manj ljudi v bližini bo vedelo o vaši glasbi. Če pa lahko v ušesne slušalke zamenjate neprimerne nastavke, potem s polno velikimi, ki se ne prilegajo dobro na glavo, ni mogoče storiti ničesar.
In vseeno popolne tišine s takim pripomočkom ni mogoče doseči. Razlog je spet v naravi zvoka in materialih. Zvok se širi povsod, kjer je okolje. Fizične ovire ga lahko motijo, zato se lahko preprosto zaprete ušesa roke in utapljajo svet okoli.
Za popolno zvočno izolacijo pa je treba uporabiti posebne materiale, ki absorbirajo zvok.
Se spomnite velikih gradbenih slušalk, ki se nosijo za zaščito pred ostrimi zvoki, kot je kladivo? V njih ni elektronskega polnjenja - preprosto pokrijejo ušesa, ustvarijo fizično oviro za hrup in sprostijo roke. Hkrati pa še vedno ne dajejo popolne tišine: kladivo je slišno, čeprav dolgočasno.
Da bi dobili takšne slušalke največ zvočna izolacija, morate dodati več vpojnega materiala, zaradi česar bodo opazno težji in bolj obsežni. Zdaj pa si predstavljajte, da boste morali na vse težje slušalke priključiti vso potrebno elektroniko. Model bo postal zelo težak.
Proizvajalci seveda izboljšujejo tako materiale, iz katerih so izdelane slušalke, kot tudi njihovo elektronsko polnjenje, vendar še zdaleč niso ustvarili idealne tišine. Zdaj poskušajo najti ravnovesje med udobjem uporabe in učinkovitostjo ponujenih funkcij.
Kaj vpliva na kakovost zmanjševanja hrupa
Na trgu obstaja veliko podjetij, ki ponujajo aktivne slušalke za odpravljanje hrupa, toda kako veste, kdo ima najboljše?
Ogledate si lahko lastnosti. Na primer, več kot bo mikrofonov, ki delujejo v sistemu za zmanjšanje hrupa, bolj natančno bo odčitana raven zvoka v okolici in bolj pravilno bo zgrajen protifazni signal. Čim močnejši in sodobnejši je procesor, hitreje se bo sistem odzival na spremembe hrupa v okolici. V teoriji.
Nekatera podjetja ponujajo celo algoritme za zmanjševanje šuma po meri, kot so Sony, Bose, Samsung, Apple. Slušalke, opremljene s takšnimi sistemi, imajo poleg mikrofonov, ki poslušajo hrup zunaj naprave, tudi mikrofone, ki zajemajo hrup v notranjosti.
Med kalibracijo slušalke reproducirajo testne signale, isti notranji mikrofoni pa berejo odziv. Na podlagi rezultatov kalibracije algoritem za zmanjšanje hrupa popravi svoje delo: zdaj je prilagojen geometriji določenih ušes in glave.
Pasivna zvočna izolacija vpliva tudi na delovanje aktivnega sistema za zmanjševanje hrupa. Če so slušalke ohlapne in prehajajo skozi hrup, signal proti fazi ne bo deloval tako učinkovito. Večina slušalk za aktivno odpravljanje hrupa v polni velikosti ima velike, mehke blazinice za ušesa, ki objemajo krivulje vaše glave za največjo zvočno izolacijo.
Kako ne nasedati trikom tržnikov
Težava slušalk za odpravljanje hrupa je, da so podjetja zvita: v reklamah, ko je vklopljeno odpravljanje hrupa, se zabava spremeni zvoneča tišina mesto utripajočih koles vlakov zavzamejo mirni alpski travniki, dojenček, ki kriči na naslednjem sedežu, pa se raztopi v meglica.
Toda zaradi fizike samega postopka zmanjševanja hrupa je nerealno doseči tak učinek. Mimogrede, podjetje Bose je svoje slušalke pošteno imenovalo Noise Reduction - »zmanjševanje šuma«, nato pa je, tako kot druge, prešlo na izraz Noise-Canceling - »odpravljanje hrupa«.
Kot rezultat, se uporabniki v upanju na tišino spuščajo v takih slušalkah do Metro, vklopite zmanjšanje hrupa... Zavijanje vetra v predoru izgine, študentje, ki govorijo o opravljeni seji s tesnobo Stanislavskega, pa ne. In sliši se način, kako je nekdo kašljal v bližini. Dolgočasen, a vseeno slišen.
Kje so moja obljubljena tišina, travniki in alpska svežina? V sanjah. Ker tehnologija še ni dosegla te ravni.
Hkrati pa se razvijalci v tržnih materialih zelo radi hvalijo z dejstvom, da njihov sistem zagotavlja zmanjšanje hrupa, na primer do -15 dB. Prva stvar, na katero smo pozorni, je beseda "prej". Drugi je, da ni določeno, v kakšnih pogojih je mogoče doseči teh –15 dB. To pomeni, da obstaja nekaj številk, a kako jih primerjati z resničnostjo, ni prav jasno.
Drug trik je nadomeščanje pojmov. Zgodi se, da je v opisu slušalk sistem za odpravljanje šuma sistem, ki duši hrup med prenosom glasu med klici. Se pravi, sogovornik vas bolj jasno sliši. Vendar to ne vpliva na zatiranje zunanjega šuma med poslušanjem glasbe.
Kaj je bistvo
Tehnologija za zmanjšanje hrupa v obliki, v kateri jo predstavljajo oglaševalski oddelki proizvajalcev slušalke, ne obstaja. Poleg tega je njegov učinek individualen in je odvisen od fizičnih parametrov določenega poslušalca. Nekatere slušalke polne velikosti zagotavljajo ustrezno pasivno zvočno izolacijo, tako da aktivno odpravljanje hrupa deluje dobro. In pri drugi osebi, na primer, zaradi drugačne strukture ličnic slušalke ne bodo tako tesno prilegale in algoritem bo neučinkovit. Torej je treba vse preizkusiti.
Modeli z aktivnim odpravljanjem hrupa so primerni za tiste, ki veliko potujejo v prometu: na avtobusih, vlakih in letalih. Glavna značilnost takšnih slušalk je zmožnost utišanja monotonega nizkofrekvenčnega brenčanja in prav on najpogosteje spremlja na potovanjih. Razlikujejo se po visokokakovostnem aktivnem odpravljanju hrupa, na primer:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy Buds Pro.
Tisti, ki poskušajo pobegniti iz hrupnih pisarn in gospodinjstev, morajo biti še posebej pozorni na prileganje slušalk in poiskati modele, ki se čim bolj prilegajo glavi ali ušesnemu kanalu. Te slušalke zmanjšajo raven vsega hrupa, vključno z glasovi. Vendar jih ne morete izbrati v skladu z nasveti: preizkusiti jih morate.
Če naletite na model, ki se tesno prilega in ima tudi aktivno odpravljanje hrupa, se lahko veselite: dobite najboljše iz obeh svetov. A popolne tišine še vedno ne morete doseči.
Preberite tudi🧐
- 8 igralnih slušalk, ki si jih lahko privoščite
- Kakšne slušalke izbrati, da ne bi obžalovali nakupa
- Pregled Huawei FreeBuds Pro - skoraj popolne slušalke za odpravljanje hrupa