حذف نویز در هدفون چگونه کار می کند و چرا از همه صداهای خارجی ذخیره نمی شود

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

فیزیک بی رحم از ایجاد سکوت کامل سیستم های حذف نویز جلوگیری می کند.

در سال 2020، به دلیل گذار به دورکاری، بسیاری از افراد برای برقراری ارتباط با همکاران در کنفرانس های آنلاین و فاصله گرفتن از اعضای خانواده به هدفون نیاز داشتند. گجت های با حذف نویز محبوبیت خاصی به دست آورده اند: آنها به دلیل کاهش سطح سر و صدای خارجی به تمرکز بهتر روی کار کمک کردند.

اما برای مدت طولانی چنین مدل هایی وجود داشته است: هدفون های خانگی با سیستم حذف نویز برای اولین بار در سال 1989 عرضه شدند. اخیراً اپل با انتشار AirPods Pro و سپس AirPods Max توجه خود را به این ویژگی جلب کرده است.

بسیاری از هدفون های حذف نویز انتظار دارند که صدای محیط را به طور کامل "خاموش" کنند و وقتی این کار را نمی کنند ناامید می شوند. برای درک اینکه چرا فناوری دکمه Mute را تقلید نمی کند، باید نحوه عملکرد آن را بدانید.

نحوه عملکرد حذف نویز فعال

فناوری حذف نویز فعال از ارتش به لوازم خانگی مهاجرت کرد: در اواسط قرن بیستم، چنین سیستم هایی برای کاهش سطح سر و صدا در کابین هواپیما و هلیکوپتر استفاده می شد. اولین هدفون حذف نویز فعال روی گوشی برای هلیکوپترها در سال 1957 ساخته شد.

برای استفاده خانگی، این فناوری توسط Bose اقتباس شد - هدفون های آن بود که در سال 1989 به پیشگامان حذف نویز در بازار لوازم الکترونیکی مصرفی تبدیل شد.

اصل کار به شرح زیر است: سیستم میکروفون سطح نویز اطراف هدفون را تشخیص می دهد و سپس سیگنالی با همان دامنه، اما در آنتی فاز، در بلندگوها بازتولید می شود. در نتیجه امواج نویز و ضد نویز متقابلا یکدیگر را سرکوب می کنند. البته برای ایجاد موج آنتی فاز هدفون باید به نوعی منبع تغذیه متصل شود به همین دلیل به چنین سیستمی اکتیو می گویند.

اجرای آن در عمل آنقدرها هم که به نظر می رسد آسان نیست. همه چیز در مورد ماهیت صدا است. تولید سیگنال در آنتی فاز یک کار دشوار است: باید به سرعت و با دقت کامل شود. سریع، زیرا صدا می تواند تغییر کند، مثلاً در یک کافه، یا فنجان ها به نعلبکی می کوبند، یا تولد یک نفر را تبریک می گویند، یعنی یک پس زمینه صدای متزلزل و باید خود را با آن تنظیم کنید. دقیقاً، زیرا انحراف بین فاز و آنتی فاز می تواند منجر به اعوجاج ناخوشایند شود.

به همین دلیل است که حذف نویز فعال در برخورد با صداهای یکنواخت فرکانس پایین مانند زمزمه موتور هواپیما یا تهویه بهترین کار است. آنها دامنه کم و بیش ثابتی دارند و طول موج در فرکانس های پایین بسیار بزرگ است و برخی اختلاف سیگنال در فاز و پادفاز را می بخشد. در مورد یک کافه، اساس نویز توسط صداهای فرکانس متوسط و بالا ایجاد می شود، که طول موج آنها بسیار کوتاهتر است و دامنه به شدت تغییر می کند - آنها نیازهای بالاتری برای سیگنال آنتی فاز دارند.

سیستم‌های حذف نویز فعال مدرن هنوز قدرت محاسباتی کافی برای خاموش کردن مکالمات غریبه‌ها و صدای غرش ناگهانی را ندارند. اما صدای یکنواخت پس زمینه را به خوبی مدیریت می کنند.

نحوه عملکرد حذف نویز غیرفعال

علاوه بر حذف نویز فعال، حذف نویز غیرفعال نیز وجود دارد. می توان گفت که این عایق صدا است: هدفون می گذارید - و همه چیز در اطراف خفه می شود. این کار نیازی به برق ندارد و فقط به میزان چسبندگی دستگاه به گوش و سر بستگی دارد. اگر شکافی وجود داشته باشد، نویز شنیده می شود.

به همین دلیل است که هدفون‌های داخل گوشی با چندین جفت هدفون، با اندازه‌های متفاوت عرضه می‌شوند: گوش‌های هر کسی متفاوت است، و گاهی اوقات پیدا کردن پدهای گوش مناسب آسان نیست. اگر آنها خیلی محکم ننشینند، گجت سطح مناسبی از عایق صدا را ارائه نخواهد کرد.

اما نازل‌های کاملاً منطبق به طور مؤثر دقیقاً همان نویزهایی را که حذف نویز فعال نمی‌تواند با آن مقابله کند، کاهش می‌دهند: فرکانس‌های متوسط و بالا، صداهای تیز و ناگهانی. زیرا این مدار به سرعت الکترونیک متکی نیست، بلکه به سادگی همه چیز را در اطراف خفه می کند، البته نه به سکوت کامل.

حذف غیرفعال نویز نیز نقش مهمی در هدفون های سایز کامل با کاپ های بزرگ دارد. هرچه بالشتک‌های گوش محکم‌تر روی سر شما فشار داده شود، صدای کمتری می‌شنوید و افرادی که در نزدیکی شما هستند کمتر از موسیقی شما مطلع می‌شوند. اما اگر بتوانید ضمیمه‌های نامناسب برای هدفون‌های داخل گوشی را تغییر دهید، با هدفون‌های سایز کامل که به خوبی روی سر قرار نمی‌گیرند کاری نمی‌توان انجام داد.

و با این همه، با چنین ابزاری نمی توان به سکوت کامل دست یافت. دلیل دوباره در ماهیت صدا و در مواد نهفته است. صدا در هر جایی که رسانه ای وجود دارد منتشر می شود. موانع فیزیکی می توانند مانع او شوند، بنابراین می توانید به سادگی با دستان خود گوش های خود را بپوشانید و جهان اطراف را غرق کنید.

اما برای رسیدن به عایق صوتی کامل باید از مواد جاذب صدا مخصوص استفاده شود.

هدفون های ساخت و ساز بزرگی را که برای محافظت در برابر صداهای خشن مانند چکش جک استفاده می کردند، به خاطر دارید؟ هیچ پرکننده الکترونیکی در آنها وجود ندارد - آنها به سادگی گوش ها را می پوشانند، مانعی فیزیکی برای سر و صدا ایجاد می کنند و دست های شما را آزاد می کنند. در عین حال، آنها هنوز سکوت کامل نمی کنند: چکش جک شنیدنی است، هرچند کسل کننده.

برای به دست آوردن حداکثر عایق صدا در این هدفون، باید مواد جاذب بیشتری به آن اضافه کنید، که باعث سنگین تر و حجیم تر شدن آن ها می شود. حالا تصور کنید که باید تمام وسایل الکترونیکی لازم را به هدفون هایی که در حال افزایش وزن هستند وصل کنید. مدل بسیار سنگین خواهد شد.

البته، سازندگان هم موادی را که هدفون از آن ساخته می‌شود و هم پرکننده الکترونیکی آن‌ها را بهبود می‌بخشند، اما هنوز تا ایجاد سکوت ایده‌آل فاصله دارند. اکنون آنها در تلاش هستند تا تعادلی بین راحتی استفاده و کارایی عملکردهای ارائه شده ایجاد کنند.

چه چیزی بر کیفیت کاهش نویز تأثیر می گذارد

شرکت‌های زیادی در بازار وجود دارند که هدفون‌های حذف نویز فعال را ارائه می‌کنند، اما چگونه می‌دانید چه کسی بهترین هدفون را دارد؟

می توانید به ویژگی ها نگاهی بیندازید. به عنوان مثال، هر چه میکروفون‌های بیشتری در سیستم کاهش نویز کار کنند، سطح زمزمه محیط با دقت بیشتری خوانده می‌شود و سیگنال آنتی‌فاز درست‌تر ساخته می‌شود. هرچه پردازنده قدرتمندتر و مدرن تر باشد، سیستم سریعتر به تغییرات نویز اطراف پاسخ می دهد. در تئوری.

برخی از شرکت ها حتی الگوریتم های کاهش نویز سفارشی را ارائه می دهند، مانند سونی، بوز، سامسونگ، اپل. هدفون های مجهز به چنین سیستم هایی، علاوه بر میکروفون هایی که به صدای بیرون دستگاه گوش می دهند، دارای میکروفون هایی نیز هستند که نویز داخل دستگاه را دریافت می کنند.

در طول کالیبراسیون، هدفون سیگنال‌های آزمایشی را بازتولید می‌کند و همان میکروفون‌های داخلی پاسخ را می‌خوانند. بر اساس نتایج کالیبراسیون، الگوریتم کاهش نویز کار خود را تصحیح می کند: اکنون با هندسه گوش و سر خاص تنظیم شده است.

عایق صوتی غیرفعال نیز بر عملکرد سیستم کاهش نویز فعال تأثیر می گذارد. اگر هدفون شل باشد و از نویز عبور کند، سیگنال آنتی فاز به خوبی کار نخواهد کرد. اکثر هدفون‌های حذف نویز اکتیو سایز کامل دارای بالشتک‌های بزرگ و نرمی هستند که انحنای سر شما را برای حداکثر عایق صدا در آغوش می‌گیرند.

چگونه گرفتار ترفندهای بازاریابان نشویم

مشکل هدفون‌های حذف نویز این است که شرکت‌ها دروغ می‌گویند: در آگهی‌های بازرگانی، زمانی که حذف نویز روشن می‌شود، مهمانی با صدای زنگ خاموشی جایگزین می‌شود، جای چرخ‌های قطار که در حال کوبیدن هستند، چمن‌زارهای آرام کوهستانی می‌گیرند، و کودک در حال جیغ زدن است. صندلی بعدی در مه حل می شود.

اما با توجه به فیزیک خود فرآیند کاهش نویز، دستیابی به چنین اثری غیرواقعی است. در ابتدا، به هر حال، شرکت Bose صادقانه هدفون های خود را Noise-Reducing - "کاهش سر و صدا" نامید، اما سپس، مانند دیگران، به اصطلاح Noise-Canceling - "Noise Canceling" روی آورد.

در نتیجه، کاربران، به امید سکوت، با چنین هدفون هایی در مترو پایین می روند، حذف نویز را روشن می کنند… زوزه باد در تونل ناپدید می شود، اما دانش آموزانی که از گذراندن جلسه با ناراحتی استانیسلاوسکی صحبت می کنند، این کار را نمی کنند.. و نحوه سرفه کردن یک نفر از نزدیک شنیده می شود. کسل کننده، اما هنوز شنیدنی است.

سکوت موعود من کجاست، چمنزارها و طراوت کوهستانی؟ در رویاها. زیرا هنوز تکنولوژی به این سطح نرسیده است.

در عین حال، در مواد بازاریابی، توسعه دهندگان علاقه زیادی به لاف زدن در مورد این واقعیت دارند که سیستم آنها کاهش نویز را فراهم می کند، به عنوان مثال، تا -15 دسی بل. اولین چیزی که به آن توجه می کنیم کلمه «قبل» است. دوم این است که مشخص نیست در چه شرایطی می توان به این 15-dB دست یافت. یعنی برخی ارقام وجود دارد، اما نحوه مقایسه آنها با واقعیت چندان روشن نیست.

ترفند دیگر جایگزینی مفاهیم است. اتفاق می افتد که در توضیحات هدفون، حذف نویز سیستمی است که در هنگام انتقال صدا در هنگام تماس، نویز را کاهش می دهد. یعنی طرف صحبت شما را واضح تر می شنود. اما بر سرکوب نویز خارجی هنگام گوش دادن به موسیقی تأثیر نمی گذارد.

اصل مطلب چیست

فناوری حذف نویز به شکلی که توسط بخش های تبلیغاتی تولید کنندگان هدفون ارائه شده است وجود ندارد. علاوه بر این، تأثیر آن فردی است و به پارامترهای فیزیکی یک شنونده خاص بستگی دارد. برای برخی، هدفون‌های سایز کامل، عایق صدای غیرفعال کافی را ارائه می‌کنند تا حذف فعال نویز به خوبی کار کند. و برای مثال در شخص دیگری به دلیل ساختار متفاوت استخوان گونه، هدفون آنقدر محکم نمی شود و الگوریتم بی اثر می شود. بنابراین همه چیز باید امتحان شود.

مدل های با حذف فعال نویز برای کسانی که در حمل و نقل زیاد سفر می کنند مناسب هستند: در اتوبوس، قطار و هواپیما. ویژگی اصلی چنین هدفون هایی توانایی خفه کردن صدای زمزمه یکنواخت با فرکانس پایین است و این او است که اغلب در سفرها همراهی می کند. آنها در حذف نویز فعال با کیفیت بالا متفاوت هستند، به عنوان مثال:

• Sony WH - 1000XM4،
• Soundcore Liberty Air 2 Pro,
• Sennheiser Momentum True Wireless 2،
• مارشال مانیتور II ANC،
• Samsung Galaxy Buds Pro.

کسانی که سعی در فرار از دفاتر و خانه های پر سر و صدا دارند باید به تناسب هدفون توجه ویژه ای داشته باشند و به دنبال مدل هایی باشند که تا حد امکان به سر یا مجرای گوش متناسب باشد. این هدفون سطح تمام نویزهای اطراف از جمله صداها را کاهش می دهد. اما شما نمی توانید آنها را طبق توصیه انتخاب کنید: باید آنها را امتحان کنید.

اگر با مدلی برخورد کردید که به‌خوبی و به‌خوبی متناسب است و دارای قابلیت حذف نویز فعال است، می‌توانید خوشحال باشید: بهترین‌های هر دو دنیا را دریافت می‌کنید. اما هنوز نمی توانید به سکوت کامل برسید.