Hvordan støydemping fungerer i hodetelefoner og hvorfor det ikke sparer fra alle eksterne lyder
Miscellanea / / May 15, 2021
Nådeløs fysikk forhindrer støyreduksjonssystemer i å skape perfekt stillhet.
På grunn av overgangen til fjernarbeid i 2020 trengte mange mennesker hodetelefoner for å kommunisere med kolleger på nettkonferanser og distansere seg fra husstandens medlemmer. Gadgets med støyreduksjon har fått særlig popularitet: de bidro til å bedre fokusere på arbeid på grunn av at de reduserte nivået av ekstern støy.
Men det har vært slike modeller i lang tid: husholdningshodetelefoner med støydempende system kom først ut allerede i 1989. Mer nylig gjorde Apple oppmerksom på denne funksjonen med utgivelsen av AirPods Pro og deretter AirPods Maks.
Mange forventer at støyreduserende hodetelefoner helt slår av omgivelseslyden, og er skuffet når de ikke gjør det. For å forstå hvorfor teknologi ikke etterligner Mute-knappen, må du forstå hvordan den fungerer.
Hvordan aktiv støyreduksjon fungerer
Aktiv støyreduksjonsteknologi migrerte til husholdningsapparater fra militæret: allerede i midten av 1900-tallet ble slike systemer brukt til å redusere støynivået i cockpitene til fly og helikoptre. De første aktive øretelefonene med støyreduksjon ble opprettet
Historien om hodetelefoner for helikoptre i 1957.For hjemmebruk ble teknologien tilpasset av Bose - det var hodetelefonene som ble de støydempende pionerene i forbrukerelektronikkmarkedet i 1989.
Operasjonsprinsippet er som følger: Mikrofonsystemet oppdager støynivået rundt hodetelefonene, og deretter blir et signal med samme amplitude, men i antifase, gjengitt i høyttalerne. Som et resultat undertrykker bølgene av støy og støy mot hverandre hverandre. For at en antifase-bølge skal opprettes, er det selvfølgelig nødvendig at hodetelefonene er koblet til en slags strømkilde, og det er grunnen til at et slikt system kalles aktivt.
Å implementere det i praksis er ikke så lett som det virker. Det handler om lydens natur. Å generere et signal i antifase er en vanskelig oppgave: det må fullføres raskt og nøyaktig. Rask, fordi støyen kan endre seg, for eksempel på en kafé, enten kopper banker på tallerkener, eller noen gratuleres med bursdagen, det vil si ustabil lyd bakgrunn og du må tilpasse deg det. Akkurat fordi avviket mellom fase og antifase kan føre til ubehagelig forvrengning.
Dette er grunnen til at aktiv støyreduksjon er best for å håndtere monotone lavfrekvente lyder som brummen av flymotorer eller ventilasjon. De har en mer eller mindre konstant amplitude, og bølgelengden ved lave frekvenser er ganske stor og tilgir noe signalavvik i fase og antifase. Når det gjelder en kafé, blir grunnlaget for støyen skapt av middels og høyfrekvente lyder, der bølgelengden er mye kortere og amplituden endres skarpere - de har høyere krav til et antifasesignal.
Moderne aktive støydempingssystemer har ennå ikke nok datakraft til å stille samtaler mellom fremmede og den plutselige rumlingen. Men de takler monoton bakgrunnsstøy godt.
Hvordan passiv støyreduksjon fungerer
I tillegg til aktiv støyreduksjon er det også passiv støyreduksjon. Dette er, kan man si, lydisolering: du tar på deg hodetelefoner - og alt rundt blir dempet. Det krever ikke strøm og avhenger bare av hvor tett enheten passer til ørene og hodet. Hvis det er noe gap, vil lyden bli hørt.
Det er derfor komplett med in-ear hodetelefoner det er flere par ørestykker på en gang, forskjellige i størrelse: alles ører er forskjellige, det er noen ganger ikke lett å finne de perfekte øreputene. Hvis de ikke sitter veldig fast, vil ikke gadgeten gi riktig lydisolasjon.
Men perfekt tilpassede dyser demper effektivt akkurat den støyen som aktiv støyreduksjon ikke kan takle: mellom- og høyfrekvenser, skarpe, plutselige lyder. Fordi denne ordningen ikke er avhengig av elektronikkens hastighet, men bare demper alt rundt, men ikke for fullstendig stillhet.
Passiv støyreduksjon spiller også en viktig rolle i hodetelefoner i full størrelse med store ørekopper. Jo strammere øreputene blir presset mot hodet, desto mindre støy hører du, og færre mennesker som er i nærheten vet om musikken din. Men hvis du kan endre uegnet vedlegg for hodetelefoner i øret, kan ingenting gjøres med de i full størrelse som ikke passer godt på hodet.
Og det samme, perfekt stillhet med en slik innretning kan ikke oppnås. Årsaken ligger igjen i lydens natur og i materialene. Lyd forplanter seg uansett hvor det er et miljø. Fysiske hindringer kan forstyrre det, så du kan bare lukke ører hender og drukne ut verden rundt.
For å oppnå fullstendig lydisolasjon må det imidlertid brukes spesielle lydabsorberende materialer.
Husker du de store konstruksjonshodetelefonene som brukes for å beskytte mot harde lyder som en jackhammer? Det er ingen elektronisk fylling i dem - de bare dekker ørene, skaper en fysisk barriere for støy og frigjør hendene. Samtidig gir de fortsatt ikke fullstendig stillhet: jackhammeren er hørbar, om enn kjedelig.
For å få maksimalt i slike hodetelefoner lydisolering, må du legge til mer absorberende materiale, noe som vil gjøre dem merkbart tyngre og mer omfangsrike. Tenk deg nå at du må koble all nødvendig elektronikk til de allerede økende hodetelefonene. Modellen blir veldig tung.
Selvfølgelig forbedrer produsentene både materialene som hodetelefonene er laget av og deres elektroniske fylling, men de er fortsatt langt fra å skape ideell stillhet. Nå prøver de å finne en balanse mellom brukervennligheten og effektiviteten til de tilbudte funksjonene.
Hva påvirker kvaliteten på støyreduksjon
Det er mange selskaper på markedet som tilbyr aktive støyreduserende hodetelefoner, men hvordan vet du hvem som har best?
Du kan ta en titt på egenskapene. For eksempel, jo flere mikrofoner som arbeider i støyreduksjonsanlegget, desto mer nøyaktig vil det omgivende brummnivået bli lest og jo mer korrekt vil antifasesignalet bygges. Jo kraftigere og moderne prosessoren er, desto raskere vil systemet svare på endringer i støyen rundt. I teorien.
Noen selskaper tilbyr til og med tilpassede støyreduksjonsalgoritmer, for eksempel Sony, Bose, Samsung, Apple. Hodetelefoner utstyrt med slike systemer, i tillegg til mikrofoner som lytter til støy utenfor enheten, har også mikrofoner som fanger opp støyen inni.
Under kalibreringen reproduserer hodetelefonene testsignaler, og de samme interne mikrofonene leser responsen. Basert på kalibreringsresultatene, korrigerer støyreduksjonsalgoritmen arbeidet sitt: det er nå justert til geometrien til bestemte ører og hode.
Passiv lydisolasjon påvirker også driften av det aktive støydempingssystemet. Hvis hodetelefonene er løse og passerer gjennom støy, vil ikke antifasesignalet fungere like effektivt. De fleste aktive støydempende hodetelefoner i full størrelse har store, myke øreputer som klemmer hodets kurver for maksimal lydisolasjon.
Hvordan ikke falle for triks fra markedsførere
Problemet med støyreduserende hodetelefoner er at bedrifter er listige: i reklame, når støyreduksjon er slått på, endres festen ringende stillhet, stedet for de bankende toghjulene blir tatt av rolige alpine enger, og babyen som skriker i neste sete, oppløses i tåke.
Men på grunn av fysikken i selve støyreduksjonsprosessen er det urealistisk å oppnå en slik effekt. Opprinnelig kalte Bose-selskapet for øvrig ærlig hodetelefonene sine Støyreduserende - "støyreduserende", men byttet, som andre, til begrepet Noise-Cancelling - "noise cancelling".
Som et resultat, brukere som håper på stillhet, går ned i slike hodetelefoner til Metro, slå på støyreduksjon... Hylingen av vinden i tunnelen forsvinner, men studentene som snakker om å passere økten med Stanislavskys kvaler gjør det ikke. Og hvordan noen hostet i nærheten kan høres. Kjedelig, men fortsatt hørbar.
Hvor er min lovede stillhet, enger og alpin friskhet? I drømmer. Fordi teknologien ennå ikke har nådd dette nivået.
Samtidig, i markedsføringsmateriell, er utviklere veldig glad i å skryte av at systemet deres gir støyreduksjon, for eksempel opp til -15 dB. Det første vi tar hensyn til er ordet "før". Det andre er at det ikke er spesifisert under hvilke forhold det er mulig å oppnå disse −15 dB. Det vil si at det er noen tall, men hvordan man kan sammenligne dem med virkeligheten er ikke veldig klart.
Et annet triks er erstatning av konsepter. Det hender at i beskrivelsen av hodetelefoner kalles støyavbrudd et system som demper støy under taleoverføring under samtaler. Det vil si at samtalepartneren din hører deg tydeligere. Men det påvirker ikke undertrykkelsen av ekstern støy når du lytter til musikk.
Hva er bunnlinjen
Støyreduksjonsteknologi i den form den presenteres av produsentens reklameavdelinger hodetelefoner, eksisterer ikke. Videre er effekten av den individuell og avhenger av de fysiske parametrene til en bestemt lytter. For noen gir hodetelefoner i full størrelse tilstrekkelig passiv lydisolasjon slik at aktiv støydemping fungerer bra. Og hos en annen person, for eksempel på grunn av en annen struktur i kinnbenene, vil ikke hodetelefonene passe så tett, og algoritmen vil være ineffektiv. Så alt må prøves.
Modeller med aktiv støydemping passer for de som reiser mye i transport: på busser, tog og fly. Hovedtrekket ved slike hodetelefoner er muligheten til å dempe den monotone lavfrekvente summen, og det er han som ofte følger med på turer. De skiller seg med hensyn til aktiv støydemping av høy kvalitet, for eksempel:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy Buds Pro.
De som prøver å rømme fra støyende kontorer og husholdninger, bør være spesielt oppmerksomme på hodetelefonens passform og se etter modeller som passer så tett som mulig til hodet eller øregangen. Disse hodetelefonene reduserer nivået av all støy rundt, inkludert stemmer. Men du kan ikke velge dem i henhold til rådet: du må prøve dem på.
Hvis du kommer over en modell som passer tett og tett og som også har Active Noise Cancellation, kan du glede deg: du får det beste fra begge verdener. Men du kan fortsatt ikke oppnå perfekt stillhet.
Les også🧐
- 8 spillhodetelefoner du har råd til å kjøpe
- Hvilke hodetelefoner å velge for ikke å angre på å kjøpe
- Huawei FreeBuds Pro anmeldelse - nesten perfekt støyreduserende hodetelefoner