Hoe ruisonderdrukking in oorfone werk en hoekom dit nie van alle eksterne klanke stoor nie

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Meedoënlose fisika verhoed dat geraaskansellasiestelsels perfekte stilte skep.

In 2020, as gevolg van die oorgang na telependel, het baie mense oorfone nodig gehad om met kollegas in aanlynkonferensies te kommunikeer en hulself van huishoudelike lede te distansieer. Toestelle met geraasonderdrukking het besondere gewildheid verwerf: hulle het gehelp om beter op werk te fokus vanweë die feit dat hulle die vlak van eksterne geraas verminder het.

Maar daar is al lank sulke modelle: huishoudelike oorfone met 'n geraasdempende stelsel het so vroeg as 1989 die eerste keer uitgekom. Meer onlangs het Apple die aandag op hierdie kenmerk gevestig met die vrystelling van die AirPods Pro en dan die AirPods Max.

Baie verwag dat ruisonderdrukkende oorfone die omgewingsklank heeltemal sal "afskakel", en is teleurgesteld as hulle dit nie doen nie. Om te verstaan hoekom tegnologie nie die Demp-knoppie naboots nie, moet jy verstaan hoe dit werk.

Hoe aktiewe geraasonderdrukking werk

Aktiewe geraasdempingstegnologie het van die weermag na huishoudelike toestelle migreer: reeds in die middel van die 20ste eeu is sulke stelsels gebruik om die geraasvlak in die kajuite van vliegtuie en helikopters te verminder. Die eerste op-oor aktiewe geraasdempende koptelefoon is in 1957 vir helikopters geskep.

Vir tuisgebruik is die tegnologie deur Bose aangepas – dit was sy oorfone wat in 1989 die geraasdempende pioniers in die verbruikerselektronikamark geword het.

Die werkingsbeginsel is soos volg: die mikrofoonstelsel bespeur die geraasvlak rondom die oorfone, en dan word 'n sein met dieselfde amplitude, maar in antifase, in die luidsprekers weergegee. Gevolglik onderdruk die golwe van geraas en anti-geraas mekaar. Natuurlik, om 'n antifasegolf te skep, moet die oorfone aan 'n soort kragbron gekoppel word, en daarom word so 'n stelsel aktief genoem.

Om dit in die praktyk te implementeer is nie so maklik soos dit lyk nie. Dit gaan alles oor die aard van klank. Die opwekking van 'n sein in antifase is 'n moeilike taak: dit moet vinnig en akkuraat voltooi word. Vinnig, want die geraas kan verander, byvoorbeeld in 'n kafee, óf koppies klop aan pierings, óf iemand word gelukgewens met hul verjaardag, dit wil sê 'n wispelturige klankagtergrond en jy moet daarby aanpas. Presies, want die afwyking tussen fase en antifase kan lei tot onaangename vervorming.

Dit is hoekom aktiewe geraasonderdrukking die beste is om eentonige lae-frekwensie-klanke soos die gezoem van vliegtuigenjins of ventilasie te hanteer. Hulle het 'n min of meer konstante amplitude, en die golflengte by lae frekwensies is redelik groot en vergewe 'n mate van seinverskil in fase en antifase. In die geval van 'n kafee word die basis van die geraas geskep deur medium- en hoëfrekwensieklanke, waarvoor die golflengte baie korter is en die amplitude skerper verander - hulle het hoër vereistes vir 'n antifasesein.

Moderne aktiewe geraaskansellasiestelsels het nog nie genoeg rekenaarkrag om die gesprekke van vreemdelinge en die skielike gedreun stil te maak nie. Maar hulle hanteer eentonige agtergrondgeraas goed.

Hoe passiewe geraaskansellasie werk

Benewens aktiewe geraaskansellasie, is daar ook passiewe geraaskansellasie. Dit kan gesê word dat dit klankdigting is: jy sit oorfone op – en alles rondom word gedemp. Dit benodig nie elektrisiteit nie en hang net af van hoe styf die toestel aan die ore en kop pas. As daar enige gaping is, sal die geraas gehoor word.

Daarom kom in-oor-oorfone met verskeie pare oorstukke, verskillend in grootte: almal se ore verskil, en soms is dit nie maklik om die perfekte oorkussings te vind nie. As hulle nie baie stewig sit nie, sal die gadget nie die regte vlak van klankisolasie verskaf nie.

Maar perfek pasgemaakte spuitpunte demp effektief presies die geraas wat aktiewe geraaskansellasie nie kan hanteer nie: middel- en hoë frekwensies, skerp, skielike klanke. Want hierdie stroombaan maak nie staat op die spoed van die elektronika nie, maar demp eenvoudig alles rondom, hoewel nie tot algehele stilte nie.

Passiewe ruisonderdrukking speel ook 'n beduidende rol in volgrootte koptelefoon met groot koppies. Hoe stywer die oorkussings teen jou kop gedruk word, hoe minder geraas hoor jy en hoe minder mense wat naby is sal van jou musiek weet. Maar as jy ongeskikte aanhegsels vir in-oor-oorfone kan verander, kan niks gedoen word met volgroottes wat nie goed op die kop pas nie.

En tog kan perfekte stilte met so 'n gadget nie bereik word nie. Die rede lê weer in die aard van die klank en in die materiale. Klank versprei waar daar ook al 'n medium is. Fisiese struikelblokke kan hom verhoed, so jy kan eenvoudig jou ore toemaak met jou hande en die wêreld rondom verdrink.

Om volledige klankisolasie te verkry, moet spesiale klankabsorberende materiale egter gebruik word.

Onthou jy die groot konstruksie-oorfone wat gedra word om teen harde geluide soos 'n jackhammer te beskerm? Daar is geen elektroniese vulsel in hulle nie - hulle bedek bloot die ore, skep 'n fisiese versperring vir geraas en maak jou hande vry. Terselfdertyd gee hulle steeds nie volledige stilte nie: die jackhammer is hoorbaar, al is dit dof.

Om maksimum klankisolasie in hierdie oorfone te kry, moet jy meer absorberende materiaal byvoeg, wat hulle merkbaar swaarder en meer lywig sal maak. Stel jou nou voor dat jy al die nodige elektronika sal moet koppel aan die koptelefoon wat reeds gewig aansit. Die model sal baie swaar word.

Natuurlik verbeter vervaardigers beide die materiaal waaruit die oorfone gemaak word en hul elektroniese vulsel, maar dit is nog ver van die skep van ideale stilte. Nou probeer hulle 'n balans vind tussen die gemak van gebruik en die doeltreffendheid van die aangebied funksies.

Wat die kwaliteit van geraasvermindering beïnvloed

Daar is baie maatskappye op die mark wat aktiewe geraasdempende koptelefoon aanbied, maar hoe weet jy wie die beste het?

U kan na die eienskappe kyk. Byvoorbeeld, hoe meer mikrofone in die geraasreduksiestelsel werk, hoe meer akkuraat sal die omringende bromvlak gelees word en hoe meer korrek sal die antifasesein gebou word. Hoe kragtiger en moderner die verwerker is, hoe vinniger sal die stelsel reageer op veranderinge in die geraas rondom. In teorie.

Sommige maatskappye bied selfs pasgemaakte geraasverminderingsalgoritmes, soos Sony, Bose, Samsung, Apple. Oorfone wat met sulke stelsels toegerus is, het benewens mikrofone wat na die geraas buite die toestel luister, ook mikrofone wat die geraas binne opvang.

Tydens kalibrasie reproduseer die oorfone toetsseine, en dieselfde interne mikrofone lees die reaksie. Op grond van die kalibrasieresultate korrigeer die geraasverminderingsalgoritme sy werk: dit is nou aangepas by die geometrie van spesifieke ore en kop.

Passiewe klankisolasie beïnvloed ook die werking van die aktiewe geraasverminderingstelsel. As die oorfone los is en deur geraas gaan, sal die antifasesein nie so effektief werk nie. Die meeste volgrootte aktiewe geraasdempende koptelefoon het groot, sagte oorkussings wat die rondings van jou kop omvou vir maksimum klankisolasie.

Hoe om nie te val vir die truuks van bemarkers nie

Die probleem met geraasdempende oorfone is dat maatskappye lieg: in advertensies, wanneer geraasonderdrukking aangeskakel is, word die partytjie vervang deur 'n luidende stilte, die plek van die stampende treinwiele word ingeneem deur rustige alpiene wei, en die baba skree in die volgende sitplek los in die waas op.

Maar as gevolg van die fisika van die geraasverminderingsproses self, is dit onrealisties om so 'n effek te bereik. Aanvanklik, terloops, het die Bose-maatskappy eerlik sy oorfone Noise-Reducing genoem - "geraasvermindering", maar het toe, soos ander, oorgeskakel na die term Noise-Canceling - "ruisonderdrukking".

Gevolglik gaan gebruikers, in die hoop op stilte, met sulke oorfone in die metro af, skakel geraasonderdrukking aan … Die tjank van die wind in die tonnel verdwyn, maar die studente wat praat oor die slaag van die sessie met Stanislavsky se angs, doen nie. En die manier waarop iemand naby hoes, kan gehoor word. Dowwe, maar steeds hoorbaar.

Waar is my beloofde stilte, weivelde en alpiene varsheid? In drome. Omdat tegnologie nog nie hierdie vlak bereik het nie.

Terselfdertyd, in bemarkingsmateriaal, is ontwikkelaars baie lief daarvoor om te spog oor die feit dat hul stelsel geraasvermindering bied, byvoorbeeld tot -15 dB. Die eerste ding waaraan ons aandag gee, is die woord "voor". Die tweede is dat dit nie gespesifiseer word in watter toestande hierdie −15 dB bereik kan word nie. Dit wil sê, daar is 'n paar syfers, maar hoe om dit te vergelyk met die werklikheid is nie baie duidelik nie.

Nog 'n truuk is die vervanging van konsepte. Dit gebeur dat in die beskrywing van oorfone, geraasonderdrukking 'n stelsel is wat geraas tydens stemoordrag tydens oproepe demp. Dit wil sê, jou gespreksgenoot hoor jou duideliker. Maar dit beïnvloed nie die onderdrukking van eksterne geraas wanneer jy na musiek luister nie.

Wat is die bottom line

Geraasdempende tegnologie in die vorm waarin dit deur die advertensieafdelings van koptelefoonvervaardigers aangebied word, bestaan nie. Boonop is die effek daarvan individueel en hang af van die fisiese parameters van 'n bepaalde luisteraar. Vir sommige bied volgrootte oorfone voldoende passiewe klankisolasie sodat aktiewe geraaskansellasie goed werk. En in 'n ander persoon, byvoorbeeld, as gevolg van 'n ander struktuur van die wangbene, sal die oorfone nie so styf pas nie en die algoritme sal ondoeltreffend wees. Alles moet dus beproef word.

Modelle met aktiewe geraaskansellasie is geskik vir diegene wat baie in vervoer reis: op busse, treine en vliegtuie. Die hoofkenmerk van sulke koptelefoon is die vermoë om die eentonige lae-frekwensie brom te demp, en dit is hy wat die meeste op reise vergesel. Hulle verskil in hoë gehalte aktiewe geraaskansellasie, byvoorbeeld:

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

Diegene wat uit raserige kantore en huishoudings probeer ontsnap, moet spesiale aandag gee aan die pas van die oorfone en kyk na modelle wat so na as moontlik aan die kop of aan die oorkanaal pas. Hierdie oorfone verminder die vlak van al die geraas rondom, insluitend stemme. Maar jy kan hulle nie volgens raad kies nie: jy moet hulle probeer.

As jy’n model teëkom wat styf en knus pas en met Active Noise Cancellation kom, kan jy jubel: jy kry die beste van albei wêrelde. Maar jy kan steeds nie perfekte stilte bereik nie.