Kako poništavanje šuma djeluje u slušalicama i zašto vas ne spašava svih vanjskih zvukova
Miscelanea / / May 15, 2021
Nemilosrdna fizika sprečava sustave za poništavanje buke da stvore savršenu tišinu.
Godine 2020., zbog prijelaza na daljinu, mnogi su ljudi trebali slušalice za komunikaciju s kolegama na internetskim konferencijama i distanciranje od članova kućanstva. Naprave s poništavanjem buke stekle su posebnu popularnost: pomogle su da se bolje usredotoče na posao zahvaljujući činjenici da su smanjile razinu vanjske buke.
Ali takvih modela ima već dugo: kućanske slušalice sa sustavom za poništavanje buke prvi su put izašle već 1989. godine. U novije vrijeme Apple je skrenuo pozornost na ovu značajku izlaskom AirPods Pro i zatim AirPods Max.
Mnogi očekuju da slušalice s poništavanjem buke potpuno "isključe" ambijentalni zvuk i razočaraju se kad to ne učine. Da biste razumjeli zašto tehnologija ne oponaša gumb za isključivanje zvuka, morate razumjeti kako to funkcionira.
Kako djeluje aktivno poništavanje buke
Tehnologija aktivnog uklanjanja buke migrirala je na kućanske aparate iz vojske: već su se sredinom 20. stoljeća takvi sustavi koristili za smanjenje razine buke u kokpitima zrakoplova i helikoptera. Stvorene su prve slušalice s aktivnim poništavanjem buke na uhu
Povijest slušalica za helikoptere 1957. godine.Za kućnu uporabu Bose je prilagodio tehnologiju - upravo su njegove slušalice postale pioniri za uklanjanje buke na tržištu potrošačke elektronike 1989. godine.
Načelo rada je sljedeće: mikrofonski sustav otkriva razinu buke oko slušalica, a zatim se u zvučnicima reproducira signal iste amplitude, ali u antifazi. Kao rezultat toga, valovi buke i protušuma međusobno se potiskuju. Naravno, da bi se stvorio antifazni val, potrebno je da slušalice budu spojene na nekakav izvor napajanja, zbog čega se takav sustav naziva aktivnim.
Provesti ga u praksi nije tako lako kako se čini. Sve je u samoj prirodi zvuka. Generiranje signala u antifazi težak je zadatak: mora se dovršiti brzo i točno. Brzo, jer se buka može promijeniti, na primjer, u kafiću, ili šalice pokucaju o tanjuriće, ili nekome čestitaju rođendan, odnosno prevrtljiv zvučna podloga i tome se trebate prilagoditi. Točno, jer odstupanje između faze i antifaze može dovesti do neugodnih izobličenja.
Zbog toga je aktivno uklanjanje buke najbolje u rješavanju monotonih zvukova niske frekvencije poput brujanja zrakoplovnih motora ili ventilacije. Imaju manje ili više konstantnu amplitudu, a valna duljina na niskim frekvencijama prilično je velika i oprašta određeni nesklad signala u fazi i antifazi. U slučaju kafića, osnovu buke stvaraju zvukovi srednje i visoke frekvencije, kojima je valna duljina mnogo kraća, a amplituda se oštrije mijenja - oni imaju veće zahtjeve za antifaznim signalom.
Suvremeni aktivni sustavi za poništavanje buke još nemaju dovoljno računalne snage da utišaju razgovore stranaca i iznenadno tutnjanje. Ali dobro se nose s monotonom pozadinskom bukom.
Kako djeluje pasivno poništavanje buke
Uz aktivno uklanjanje buke, postoji i pasivno uklanjanje buke. Ovo je, moglo bi se reći, zvučna izolacija: stavite slušalice - i sve okolo postane prigušeno. Ne zahtijeva električnu energiju i ovisi samo o tome koliko čvrsto uređaj pristaje uz uši i glavu. Ako postoji praznina, čut će se šum.
Zato u kompletu s slušalice u uhu postoji nekoliko parova slušalica odjednom, različitih veličina: svima su uši različite, ponekad nije lako pronaći savršene uloške. Ako ne sjede vrlo čvrsto, naprava neće pružiti odgovarajuću razinu zvučne izolacije.
Ali savršeno usklađene mlaznice učinkovito prigušuju upravo onu buku s kojom se aktivno poništavanje buke ne može nositi: srednje i visoke frekvencije, oštri, iznenadni zvukovi. Budući da se ova shema ne oslanja na brzinu elektronike, već jednostavno prigušuje sve oko sebe, iako ne kako bi dovršila tišinu.
Pasivno uklanjanje buke također igra značajnu ulogu u slušalicama pune veličine s velikim čašama za uši. Što su jače jastučići prislonjeni uz vašu glavu, to ćete manje čuti i manje će ljudi koji su u blizini znati o vašoj glazbi. Ali ako možete promijeniti neprikladne nastavke za slušalice u uhu, tada se ništa ne može učiniti s onima u punoj veličini koji ne stoje dobro na glavi.
I svejedno, savršena tišina s takvim uređajem ne može se postići. Razlog opet leži u prirodi zvuka i u materijalima. Zvuk se širi gdje god postoji okruženje. Fizičke prepreke mogu ga ometati, pa se jednostavno možete zatvoriti uši ruke i utapaju svijet oko sebe.
Međutim, da bi se postigla potpuna zvučna izolacija, moraju se koristiti posebni materijali koji apsorbiraju zvuk.
Sjećate se velikih konstrukcijskih slušalica koje se nose za zaštitu od grubih zvukova poput udarnog čekića? U njima nema elektroničkog punjenja - oni jednostavno prekrivaju uši, stvarajući fizičku barijeru za buku i oslobađajući vam ruke. Istodobno, još uvijek ne daju potpunu tišinu: zvuk čekića se čuje, premda dosadan.
Da biste dobili maksimum u takvim slušalicama zvučna izolacija, trebate dodati više upijajućeg materijala, što će ih učiniti osjetno težima i obimnijima. Sad zamislite da ćete na već narasle slušalice morati spojiti svu potrebnu elektroniku. Model će postati vrlo težak.
Naravno, proizvođači poboljšavaju i materijale od kojih su izrađene slušalice, i njihovo elektroničko punjenje, ali još uvijek su daleko od stvaranja idealne tišine. Sada pokušavaju uspostaviti ravnotežu između udobnosti upotrebe i učinkovitosti ponuđenih funkcija.
Što utječe na kvalitetu smanjenja buke
Na tržištu postoje mnoge tvrtke koje nude aktivne slušalice za poništavanje buke, ali kako znati tko ima najbolje?
Možete pogledati karakteristike. Primjerice, što više mikrofona radi u sustavu za smanjenje šuma, preciznije će se očitavati razina okoliša i točnije će se graditi signal protiv faze. Što je procesor snažniji i moderniji, sustav će brže reagirati na promjene oko buke. U teoriji.
Neke tvrtke čak nude prilagođene algoritme za smanjenje šuma, kao što su Sony, Bose, Samsung, Apple. Slušalice opremljene takvim sustavima, osim mikrofona koji osluškuju buku izvan uređaja, u sebi imaju i mikrofone koji pojačavaju buku.
Tijekom kalibracije slušalice reproduciraju testne signale, a isti unutarnji mikrofoni očitavaju odgovor. Na temelju rezultata kalibracije, algoritam smanjenja buke ispravlja svoj rad: sada je prilagođen geometriji određenih ušiju i glave.
Pasivna zvučna izolacija također utječe na rad aktivnog sustava smanjenja buke. Ako su slušalice labave i prolaze kroz buku, signal protiv faze neće raditi tako učinkovito. Većina aktivnih slušalica za poništavanje buke u punoj veličini imaju velike, mekane jastučiće za uši koji grle obline vaše glave radi maksimalne izolacije zvuka.
Kako ne nasjesti na trikove prodavača
Problem sa slušalicama za poništavanje buke je taj što su tvrtke lukave: u reklamama, kad je uključeno poništavanje buke, stranka se mijenja zvoneći tišinu, mjesto udarajućih kotača vlaka zauzimaju spokojne alpske livade, a beba koja vrišti na susjednom sjedalu rastvara se u sumaglica.
Ali zbog fizike samog postupka smanjenja buke, nerealno je postići takav učinak. U početku je, inače, tvrtka Bose svoje slušalice iskreno nazvala Smanjivanje buke - "smanjenje buke", no potom je, kao i druge, prešla na izraz Poništavanje buke - "poništavanje buke".
Kao rezultat toga, korisnici, nadajući se tišini, spuštaju se u takvim slušalicama na Metro, uključite smanjenje buke... Zavijanje vjetra u tunelu nestaje, ali studenti koji govore o položenju sesije s mukom Stanislavskog ne. A čuje se i način na koji se netko kašljao u blizini. Tupo, ali ipak čujno.
Gdje su moja obećana tišina, livade i alpska svježina? U snovima. Budući da tehnologija još nije dosegla ovu razinu.
Istodobno, u marketinškim materijalima programeri se jako vole hvaliti činjenicom da njihov sustav pruža smanjenje buke, na primjer, do -15 dB. Prvo na što obraćamo pažnju je riječ "prije". Druga je da nije određeno u kojim je uvjetima moguće postići tih −15 dB. Odnosno, postoje neke brojke, ali kako ih usporediti sa stvarnošću nije baš jasno.
Drugi je trik zamjena pojmova. Događa se da se u opisu slušalica poništavanje šuma naziva sustavom koji prigušuje buku tijekom prijenosa glasa tijekom poziva. Odnosno, vaš vas sugovornik jasnije čuje. Ali to ne utječe na suzbijanje vanjske buke prilikom slušanja glazbe.
Što je dno dna
Tehnologija za smanjenje buke u obliku u kojem ga predstavljaju odjeli za oglašavanje proizvođača slušalica, ne postoji. Štoviše, učinak je individualan i ovisi o fizičkim parametrima određenog slušatelja. Neke slušalice pune veličine pružaju odgovarajuću pasivnu izolaciju zvuka tako da aktivno uklanjanje šuma dobro funkcionira. A kod druge osobe, na primjer, zbog drugačije strukture jagodičnih kostiju, slušalice neće stati tako čvrsto i algoritam će biti neučinkovit. Dakle, sve treba isprobati.
Modeli s aktivnim poništavanjem buke prikladni su za one koji puno putuju u transportu: autobusima, vlakovima i avionima. Glavna značajka takvih slušalica je sposobnost prigušivanja monotonog niskofrekventnog zujanja, a upravo je on taj koji najčešće prati na putovanjima. Razlikuju se u visokokvalitetnom aktivnom uklanjanju buke, na primjer:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy pupoljci Pro.
Oni koji pokušavaju pobjeći iz bučnih ureda i kućanstava trebali bi obratiti posebnu pozornost na prilagodbu slušalica i tražiti modele koji se što više uklapaju u glavu ili ušni kanal. Ove slušalice smanjuju razinu sve okoline, uključujući glasove. Ali ne možete ih odabrati prema savjetima: trebate ih isprobati.
Ako naiđete na model koji dobro leži i leži, a sadrži i aktivno uklanjanje buke, možete se radovati: dobit ćete najbolje iz oba svijeta. Ali još uvijek ne možete postići savršenu tišinu.
Pročitajte također🧐
- 8 igraćih slušalica koje si možete priuštiti za kupnju
- Koje slušalice odabrati da ne požalite zbog kupnje
- Pregled Huawei FreeBuds Pro - gotovo savršene slušalice za poništavanje buke