Apa itu Peredam Kebisingan Aktif?

Peredam Kebisingan Aktif adalah fitur yang paling banyak dicari di earphone dan headphone, dan untuk alasan yang bagus. Ini menghilangkan banyak kebisingan luar dari pengalaman mendengarkan Anda, menjadikannya jauh lebih damai dan lebih mudah untuk mendengarkan pada volume yang lebih rendah. Namun, cara kerja peredam bising pada headphone seperti itu Sennheiser Momentum 4 Nirkabel dan itu Sony WH-1000XM5 adalah sedikit misteri bagi banyak orang. Kami duduk bersama Christian Ern, Manajer Produk Utama Headphone Konsumen di Sennheiser, di acara tahun ini IFA 2023 untuk membantu memecahnya.

Peredam suara adalah langkah pertama menuju peredam bising

Pertama dan terpenting, hal terpenting yang harus dipahami tentang peredam bising adalah bahwa semuanya berkaitan dengan frekuensi, gelombang suara, dan yang terpenting, fisika. Suara merambat dalam gelombang, yang terdiri dari getaran yang melewati udara. Semakin sering getaran ini, semakin tinggi frekuensinya (seperti namanya), dan ketinggian gelombang pada dasarnya menentukan amplitudo atau kenyaringannya.

Ketika berhadapan dengan suara berfrekuensi tinggi, suara ini lebih sulit menembus permukaan, dan sifat ini berlaku sama untuk semua jenis frekuensi. Meskipun suara dalam konten yang ditujukan untuk dikonsumsi manusia biasanya tidak akan pernah melebihi 20kHz (karena itu adalah batas jangkauan pendengaran manusia), mmWave 5G, misalnya, biasanya mencapai 40GHz. Pada 40GHz, mmWave kesulitan menembus semua jenis permukaan, itulah sebabnya spektrum sinyal ini sebagian besar ditemukan di luar ruangan. kota-kota besar.

Dengan memahami kesulitan suara berfrekuensi tinggi pada permukaan yang tembus, inilah sebabnya banyak headphone kelas atas dengan peredam bising aktif menggunakan wadah yang tebal dan lembut. Meskipun suara berfrekuensi rendah dapat menembusnya dengan mudah, suara berfrekuensi tinggi akan sangat tersaring oleh permukaan tebal seperti ini. Teknik ini disebut peredam suara, dan bukan peredam bising aktif.

Fisika interferensi destruktif

Ketika dua gelombang koheren (sederhananya serupa) bergabung, ini disebut interferensi. Jika keduanya saling menguatkan maka disebut interferensi konstruktif, namun jika keduanya saling menghilangkan maka disebut interferensi destruktif. Konsep interferensi destruktif adalah bagian besar dari teka-teki peredam bising aktif.

Perhatikan gambar di atas, perhatikan bahwa garis paling atas merupakan kombinasi dua gelombang di bawahnya. Di sebelah kiri, kedua sinyal berada dalam fase, sehingga memperkuat dan menghasilkan gelombang yang lebih kuat. Di sebelah kanan, anti-gelombang di luar fase menghasilkan interferensi destruktif. Dalam konteks audio, satu sinyal adalah gelombang suara luar, dan anti-gelombang yang dihasilkan untuk menghancurkannya akan diputar melalui headphone pemakainya yang mendengarkan musik.

Jika demikian, mengapa Anda masih mendengar audio dari luar headphone? Beberapa suara dihilangkan sepenuhnya, tetapi tidak pernah ada headphone peredam bising yang sempurna. Sekali lagi, untuk alasan serupa, ini semua hanya tentang fisika. Di sinilah mikrofon di bagian luar headphone Anda berperan dalam peredam bising dan perbedaan antara ANC "feed-forward" dan "feed-back".

ANC umpan maju versus ANC umpan balik

Ada dua jenis ANC berbeda yang digunakan di headphone, dan Ern memberi tahu saya bahwa hampir semua headphone andalan akan menggunakan kombinasi keduanya. Feedfoward akan mendengarkan audio di luar headphone dan mencoba membatalkannya, sedangkan feedback ANC akan melakukannya mikrofon di dalam cangkir dan dengarkan perbedaan antara bagian dalam headphone dan suaranya sebaiknya sedang bermain.

Feedforward ANC sangat menarik karena menunjukkan pekerjaan khusus yang dilakukan untuk menciptakan headphone peredam bising. Intinya, gelombang suara yang masuk ke ear cup akan masuk ke salah satu mikrofon, dan dalam hitungan milidetik dibutuhkan suara tersebut. gelombang untuk mencapai telinga Anda (karena mikrofon berjarak beberapa sentimeter), ia akan mencoba memproses gelombang suara tersebut dan menghasilkan anti gelombang. Untuk suara yang menghadap mikrofon, ini berfungsi dengan baik hanya dalam milidetik, tetapi untuk suara di atas dan di bawahnya tidak, karena tidak langsung masuk ke mikrofon dan mungkin mencapai telinga sebelum dapat dibatalkan keluar. Itu sebabnya feedback ANC dapat menutup kesenjangan tersebut.

Dengan feedback ANC, ia menggunakan mikrofon di bagian dalam earcup untuk mengukur perbedaan antara apa yang seharusnya diputar versus apa yang sebenarnya dapat didengar di dalam earcup. Ketika suara dari luar mencapai mikrofon ini, maka suara tersebut sudah terdengar oleh pendengar, namun dapat digunakan untuk menghilangkan suara-suara yang terus menerus, seperti dengungan pesawat terbang atau hal lainnya. Namun, hal ini tidak dapat membantu jika terjadi suara yang tiba-tiba, itulah sebabnya kombinasi umpan maju versus umpan balik adalah yang terbaik.

Sebagai catatan tambahan, pernahkah Anda menggosok jari Anda pada bagian luar earphone atau headphone dan mendengar suara bernada tinggi? ANC Feedforward adalah alasan mengapa hal ini terjadi, dan merupakan solusi kelas atas earphone nirkabel sejati dengan ANC pada dasarnya pengaturannya sama dengan headphone kelas atas, hanya dalam skala yang lebih kecil.

Menyatukan semuanya

Saat kami menggabungkan peredam bising aktif umpan maju dan umpan balik, kami mendapatkan kombinasi kuat yang mampu meredam suara berfrekuensi rendah dengan konsistensi tinggi. Itu juga mengapa headphone peredam bising aktif sangat bagus dalam menyaring suara di tempat umum transportasi dan kebisingan konstan lainnya karena merupakan suara yang dapat diprediksi sehingga umpan balik ANC berhasil memprediksi dan menghapus. Menggabungkannya dengan sifat peredam suara dari penutup telinga yang lebih tebal yang bekerja dengan baik pada perangkat yang lebih tinggi frekuensi, dan Anda memiliki semua teknologi yang mencakup sebagian besar peredam bising aktif Hari ini.

Yang masih berantakan adalah penyaringan ucapan, dan mengapa peredam bising aktif bisa bermasalah. Rentang 1kHz hingga 3kHz adalah tempat sebagian besar ucapan manusia berada, dan rentang ini cukup tinggi sehingga sulit untuk membatalkan umpan balik ANC tetapi terlalu terarah untuk bekerja dengan baik dengan ANC feedforward. Menggabungkannya menimbulkan banyak kerumitan (itulah sebabnya biasanya headphone kelas menengah ke bawah hanya menggunakan salah satu teknik ini dan tidak keduanya), dan juga dapat memengaruhi kualitas suara.

Dalam hal ini, Ern bercerita bahwa headphone atau earphone bisa diprioritaskan untuk kualitas suara atau ANC, tapi tidak selalu keduanya. Suara perlu disetel saat ANC aktif, tetapi jika Anda menghilangkan frekuensi yang dapat didengar dari luar, Anda juga berisiko menghilangkan frekuensi dalam musik Anda yang sebenarnya. Itu sebabnya peredam bising adalah suatu prestasi teknis yang rumit, namun headphone ANC terbaik semuanya melakukannya dengan sangat baik.