Как работи шумопотискането в слушалките и защо не ви спасява от всички външни звуци
разни / / May 15, 2021
Безмилостната физика не позволява на системите за премахване на шума да създават перфектна тишина.
През 2020 г., поради прехода към дистанционна работа, много хора се нуждаеха от слушалки, за да общуват с колеги в онлайн конференции и да се дистанцират от членовете на домакинството. Джаджи с шумопотискане са спечелили особена популярност: те са помогнали за по-доброто фокусиране върху работата поради факта, че са намалили нивото на външния шум.
Но такива модели има отдавна: домакинските слушалки със система за шумопотискане излизат за първи път още през 1989 година. Съвсем наскоро Apple обърна внимание на тази функция с пускането на AirPods Pro и след това AirPods Макс.
Мнозина очакват слушалките с шумопотискане да „изключат“ напълно околния звук и са разочаровани, когато не го направят. За да разберете защо технологията не имитира бутона за заглушаване, трябва да разберете как работи.
Как работи активното шумопотискане
Технологията за активно премахване на шума мигрира към битовите уреди от военните: още в средата на 20-ти век такива системи се използват за намаляване на нивото на шум в пилотските кабини на самолети и хеликоптери. Създадени са първите слушалки с активно шумопотискане в ухото
Историята на слушалките за хеликоптери през 1957г.За домашна употреба технологията е адаптирана от Bose - именно нейните слушалки се превръщат в пионери за шумопотискане на пазара на потребителска електроника през 1989 година.
Принципът на работа е следният: микрофонната система открива нивото на шума около слушалките и след това в колоните се възпроизвежда сигнал със същата амплитуда, но в антифаза. В резултат на това вълните на шума и антишума взаимно се потискат. Разбира се, за да се създаде антифазна вълна, слушалките трябва да бъдат свързани към някакъв източник на захранване, поради което такава система се нарича активна.
Прилагането му на практика не е толкова лесно, колкото изглежда. Всичко е в самата природа на звука. Генерирането на сигнал в антифаза е трудна задача: той трябва да бъде изпълнен бързо и точно. Бързо, защото шумът може да се промени, например в кафене, или чаши чукат по чинийки, или някой е поздравен за рождения си ден, т.е. непостоянен звуков фон и трябва да се адаптирате към него. Точно защото отклонението между фаза и антифаза може да доведе до неприятни изкривявания.
Ето защо активното шумопотискане най-добре се справя с монотонните нискочестотни звуци като бръмченето на самолетни двигатели или вентилация. Те имат повече или по-малко постоянна амплитуда, а дължината на вълната при ниски честоти е доста голяма и прощава известно разминаване на сигнала във фаза и антифаза. В случай на кафене, основата на шума се създава от средни и високочестотни звуци, за които дължината на вълната е много по-малка и амплитудата се променя по-рязко - те имат по-високи изисквания за антифазен сигнал.
Съвременните системи за активно шумопотискане все още нямат достатъчно изчислителна мощност, за да заглушат разговорите на непознати и внезапното тътен. Но те се справят добре с монотонния фонов шум.
Как работи пасивното шумопотискане
В допълнение към активното шумопотискане има и пасивно шумопотискане. Това може да се каже като звукоизолация: поставяте си слушалки - и всичко наоколо става заглушено. Той не изисква електричество и зависи само от това колко плътно устройството приляга на ушите и главата. Ако има някаква пролука, ще се чуе шумът.
Ето защо в комплект с слушалки в ушите има няколко чифта накрайници за уши, различни по размер: ушите на всеки са различни, понякога не е лесно да се намерят идеалните подложки за уши. Ако не седят много здраво, приспособлението няма да осигури правилното ниво на звукоизолация.
Но перфектно подбраните дюзи ефективно заглушават точно този шум, с който активното шумопотискане не може да се справи: средни и високи честоти, остри, внезапни звуци. Защото тази схема не разчита на скоростта на електрониката, а просто заглушава всичко наоколо, макар и не за пълна тишина.
Пасивното шумопотискане също играе съществена роля в слушалките в пълен размер с големи чаши за уши. Колкото по-плътно са притиснати подложките за уши към главата ви, толкова по-малко шум чувате и по-малко хора, които са наблизо, ще знаят за вашата музика. Но ако можете да смените неподходящи приставки за слушалки в ушите, тогава нищо не може да се направи с такива в пълен размер, които не стоят добре на главата.
И все пак, перфектна тишина с такава джаджа не може да бъде постигната. Причината отново се крие в естеството на звука и в материалите. Звукът се разпространява навсякъде, където има среда. Физическите препятствия могат да му попречат, така че можете просто да затворите уши ръце и заглушават света наоколо.
За да се постигне пълна звукоизолация обаче, трябва да се използват специални звукопоглъщащи материали.
Спомняте ли си големите строителни слушалки, носени за защита срещу груби звуци като отбойник? В тях няма електронно пълнене - те просто покриват ушите, създавайки физическа бариера за шум и освобождавайки ръцете ви. В същото време те все още не дават пълна тишина: отбойният чук се чува, макар и тъп.
За да получите максимума в такива слушалки звукоизолация, трябва да добавите още абсорбиращ материал, което ще ги направи значително по-тежки и по-обемни. Сега си представете, че ще трябва да свържете цялата необходима електроника към вече набиращите тегло слушалки. Моделът ще стане много тежък.
Разбира се, производителите подобряват както материалите, от които са направени слушалките, така и електронното им пълнене, но все още са далеч от създаването на идеална тишина. Сега те се опитват да намерят баланс между комфорта на използване и ефективността на предлаганите функции.
Какво влияе върху качеството на намаляване на шума
На пазара има много компании, предлагащи слушалки с активно шумопотискане, но как да разберете кой има най-добрите?
Можете да разгледате характеристиките. Например, колкото повече микрофони работят в системата за намаляване на шума, толкова по-точно ще се чете нивото на околната шумотевица и толкова по-правилно ще се изгради антифазният сигнал. Колкото по-мощен и модерен е процесорът, толкова по-бързо системата ще реагира на промените в шума наоколо. На теория.
Някои компании дори предлагат персонализирани алгоритми за намаляване на шума, като Sony, Bose, Samsung, Apple. Слушалките, оборудвани с такива системи, освен микрофони, които слушат шума извън устройството, имат и микрофони, които улавят шума вътре.
По време на калибрирането слушалките възпроизвеждат тестови сигнали и същите вътрешни микрофони четат отговора. Въз основа на резултатите от калибрирането алгоритъмът за намаляване на шума коригира работата си: сега е адаптиран към геометрията на конкретни уши и глава.
Пасивната звукоизолация също влияе върху работата на системата за активно намаляване на шума. Ако слушалките са разхлабени и преминават през шум, антифазният сигнал няма да работи толкова ефективно. Повечето пълноразмерни слушалки с активно шумопотискане разполагат с големи, меки възглавнички за уши, които прегръщат извивките на главата ви за максимална звукоизолация.
Как да не си падате по триковете на маркетолозите
Проблемът със слушалките за шумопотискане е, че компаниите са хитри: в рекламите, когато шумопотискането е включено, партито се променя звънлива тишина, мястото на биещите влакови колела е заето от спокойни алпийски ливади, а бебето, крещящо на съседната седалка, се разтваря в мъгла.
Но поради физиката на самия процес на намаляване на шума е нереалистично да се постигне такъв ефект. Първоначално, между другото, компанията Bose честно нарече своите слушалки Noise-Reduction - „намаляване на шума“, но след това, както и други, премина към термина Noise-Canceling - „шумопотискане“.
В резултат на това потребителите, надявайки се на тишина, слизат в такива слушалки до Метро, включете намаляване на шума... Воят на вятъра в тунела изчезва, но студентите, които говорят за преминаване на сесията с мъките на Станиславски, не го правят. И начинът, по който някой се е кашлял наблизо, може да бъде чут. Тъпо, но все пак се чува.
Къде са моята обещана тишина, поляни и алпийска свежест? В сънищата. Защото технологията все още не е достигнала това ниво.
В същото време в маркетинговите материали разработчиците много обичат да се хвалят с факта, че тяхната система осигурява намаляване на шума, например до -15 dB. Първото нещо, на което обръщаме внимание, е думата „преди“. Второто е, че не е посочено при какви условия могат да се постигнат тези -15 dB. Тоест има някои цифри, но как да ги сравним с реалността не е много ясно.
Друг трик е подмяната на понятията. Случва се, че в описанието на слушалките, шумопотискането е система, която намалява шума по време на гласово предаване по време на разговори. Тоест, вашият събеседник ви чува по-ясно. Но това не засяга потискането на външния шум при слушане на музика.
Какъв е долният ред
Технология за намаляване на шума във формата, в която е представена от рекламните отдели на производителите слушалки, не съществува. Освен това ефектът от него е индивидуален и зависи от физическите параметри на даден слушател. За някои пълноразмерните слушалки осигуряват адекватна пасивна звукова изолация, така че активното шумопотискане да работи добре. А при друг човек, например, поради различна структура на скулите, слушалките няма да прилягат толкова плътно и алгоритъмът ще бъде неефективен. Така че всичко трябва да бъде изпробвано.
Моделите с активно шумопотискане са подходящи за тези, които пътуват много в транспорт: в автобуси, влакове и самолети. Основната характеристика на такива слушалки е способността да заглушават монотонното нискочестотно бръмчене и той най-често придружава по време на пътувания. Те се различават по висококачествено активно шумопотискане, например:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy Buds Pro.
Тези, които се опитват да избягат от шумните офиси и домакинства, трябва да обърнат специално внимание на прилепването на слушалките и да търсят модели, които прилягат възможно най-близо до главата или до ушния канал. Тези слушалки намаляват нивото на целия шум наоколо, включително гласовете. Но не можете да ги изберете според съвета: трябва да ги изпробвате.
Ако попаднете на модел, който се вписва плътно и плътно, а също така разполага с Active Noise Cancellation, можете да се зарадвате: получавате най-доброто от двата свята. Но все още не можете да постигнете перфектна тишина.
Прочетете също🧐
- 8 игрални слушалки, които можете да си позволите да купите
- Какви слушалки да изберете, за да не съжалявате за покупката
- Преглед на Huawei FreeBuds Pro - почти идеални слушалки за премахване на шума