Шта је активно поништавање буке?

Активно поништавање буке је веома тражена функција на слушалицама и слушалицама, и то са добрим разлогом. Уклања много спољашње буке из вашег искуства слушања, чинећи га знатно мирнијим и лакшим за слушање при нижим јачинама звука. Међутим, како поништавање буке функционише на слушалицама попут Сеннхеисер Моментум 4 Вирелесс анд тхе Сони ВХ-1000КСМ5 је за многе мистерија. Састали смо се са Кристијаном Ерном, главним производним менаџером потрошачких слушалица у компанији Сеннхеисер, на овогодишњем ИФА 2023 да помогне да се разбије.

Пригушивање звука је први корак ка уклањању буке

Прво и најважније, најважнија ствар коју треба разумети у вези са поништавањем буке је да све то има везе са фреквенцијама, звучним таласима, и пре свега, физиком. Звуци путују у таласима, који се састоје од вибрација које пролазе кроз ваздух. Што су ове вибрације чешће, то је фреквенција већа (као што назив говори), а висина таласа суштински одређује амплитуду или гласноћу.

Када се ради о звуцима виших фреквенција, они теже продиру у површине, а ово својство је исто за све врсте фреквенција. Док звуци у садржају намењеном људској потрошњи обично никада неће прећи 20 кХз (пошто је то граница домета људског слуха), ммВаве 5Г, на пример, обично иде до 40 ГХз. На 40ГХз, ммВаве има проблема да продре кроз све врсте површина, због чега је то спектар сигнала који се претежно налази на отвореном у велики градови.

Узимајући то схватање тежине високофреквентних звукова који продиру у површине, то је разлог зашто многе врхунске слушалице са активним поништавањем буке користе дебеле, меке чашице. Док звуци ниже фреквенције могу са лакоћом продрети у њих, звуци виших фреквенција ће бити у великој мери филтрирани дебелом површином као што је ова. Ова техника се зове пригушивање звука, а не активно поништавање буке.

Физика деструктивне интерференције

Када се два кохерентна (једноставно речено, слична) таласа комбинују, то се зове интерференција. Ако се комбинују да појачају талас, онда је ово конструктивна интерференција, али ако се међусобно поништавају, онда се то назива деструктивна интерференција. Концепт деструктивне интерференције је огроман део слагалице за активно уклањање буке.

Гледајући горњу слику, имајте на уму да је горња линија комбинација два таласа испод ње. На левој страни, оба сигнала су у фази, па се појачавају и као резултат стварају јачи талас. На десној страни, анти-талас који није у фази доводи до деструктивне интерференције. У аудио контексту, један сигнал би био спољашњи звучни талас, а анти-талас генерисан да га уништи би се пуштао кроз слушалице корисника који слуша музику.

Ако је то случај, зашто онда и даље чујете звук изван слушалица? Неки звуци су потпуно уклоњени, али никада не постоји савршен пар слушалица за поништавање буке. Опет, из сличних разлога, све је само о физици. Овде се појављују микрофони на спољашњој страни слушалица када је у питању поништавање буке и разлика између АНЦ-а „феед-форвард“ и „феед-бацк“.

АНЦ повратне информације у односу на АНЦ повратне информације

У слушалицама се користе две различите врсте АНЦ-а, а Ерн ми каже да ће скоро све водеће слушалице користити комбинацију оба ова. Феедфовард ће слушати звук изван слушалица и покушати да га откаже, док ће повратна информација АНЦ имати микрофоне унутар шољица и слушајте разлику између унутрашњости слушалица и звука чега требало би се играти.

Феедфорвард АНЦ је посебно занимљив, јер показује специјализовани рад који иде у креирање слушалица за поништавање буке. У суштини, звучни талас који улази у чашицу за уши ући ће у један од микрофона и за милисекунде које су потребне за тај звук талас да дође до вашег уха (пошто је микрофон удаљен неколико центиметара), покушаће да обради тај звучни талас и генерише анти-таласни. За звукове окренуте ка микрофону, ради добро за само милисекунде, али за звукове изнад и испод њега не, јер не улазе директно у микрофон и могу доћи до уха пре него што се могу отказати оут. Зато повратне информације АНЦ могу затворити празнине.

Са повратним АНЦ-ом, користи микрофоне на унутрашњој страни слушалице за мерење разлике између онога што би требало да свира у односу на оно што се заиста може чути унутар слушалице. Када звук споља дође до овог микрофона, слушалац га већ чује, али може да се користи за уклањање сталних звукова, као што је зујање авиона или друге ствари. Међутим, то не може помоћи код изненадних звукова, због чега је најбоља комбинација феедфорварда у односу на повратну информацију.

Као споредна напомена, да ли сте икада трљали прсте по спољашњој страни слушалица или слушалица и чули висок шум? Феедфорвард АНЦ је управо разлог зашто се то дешава, и то врхунски праве бежичне слушалице са АНЦ су у суштини исте поставке као врхунске слушалице, само у мањем обиму.

Доводећи све заједно

Када комбинујемо активно поништавање буке унапред и повратне информације, добијамо моћну комбинацију способну да поништи звукове ниже фреквенције са великом доследношћу. То је и разлог зашто су слушалице са активним поништавањем буке одличне у филтрирању звука ствари као што су јавне транспорт и друге константне буке јер су то предвидљиви звуци које повратна информација АНЦ може успешно да предвиди и уклонити. Комбинујући то са својствима пригушивања звука дебљих слушалица које добро функционишу на вишим фреквенције и имате сву технологију која чини огромну већину активног поништавања буке данас.

Тамо где се ово још увек распада је филтрирање говора и зашто се активно уклањање буке може борити. Опсег од 1 кХз до 3 кХз је место где се налази већина људског говора, и то је довољно високо да би било теже да се повратни АНЦ поништи, али превише усмерен да би добро радио са АНЦ-ом унапред. Њихово комбиновање уводи много сложености (због чега обично слушалице средњег и нижег ранга могу да користе само једну од ових техника, а не обе), а такође може утицати на квалитет звука.

У овом случају, Ерн ми каже да слушалице или слушалице могу имати приоритет за квалитет звука или АНЦ, али не увек и једно и друго. Звук треба да буде подешен када је АНЦ укључен, али ако уклањате фреквенције које се могу чути споља, ризикујете да уклоните фреквенције и у својој стварној музици. Зато је уклањање буке тако компликован инжењерски подвиг, али најбоље АНЦ слушалице сви то одлично раде.