איך פועל ביטול רעשים באוזניות ומדוע הוא לא שומר מכל הצלילים החיצוניים

2024 מְחַבֵּר: Malcolm Clapton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:56

פיזיקה חסרת רחמים מונעת ממערכות ביטול רעשים ליצור שקט מושלם.

בשנת 2020, עקב המעבר לעבודה מרחוק, אנשים רבים נזקקו לאוזניות כדי לתקשר עם עמיתים בכנסים מקוונים ולהתרחק מבני הבית. גאדג'טים עם ביטול רעשים זכו לפופולריות מיוחדת: הם עזרו להתמקד טוב יותר בעבודה בשל העובדה שהם הפחיתו את רמת הרעש החיצוני.

אבל יש דגמים כאלה כבר הרבה זמן: אוזניות ביתיות עם מערכת ביטול רעשים יצאו לראשונה כבר ב-1989. לאחרונה, אפל משכה את תשומת הלב לתכונה זו עם שחרורו של ה-AirPods Pro ולאחר מכן ה-AirPods Max.

רבים מצפים שאוזניות ביטול רעשים "יכבו" לחלוטין את צליל הסביבה, ומתאכזבים כשהן לא. כדי להבין מדוע הטכנולוגיה אינה מחקה את כפתור ההשתקה, עליך להבין כיצד היא פועלת.

כיצד פועל ביטול רעשים אקטיבי

טכנולוגיית ביטול רעשים אקטיבית היגרה למכשירי חשמל ביתיים מהצבא: כבר באמצע המאה ה-20 נעשה שימוש במערכות כאלה להפחתת רמת הרעש בתא הטייס של מטוסים ומסוקים. האוזניות הראשונות לביטול רעשים אקטיביות על האוזן נוצרו עבור מסוקים ב-1957.

לשימוש ביתי, הטכנולוגיה הותאמה על ידי Bose - האוזניות שלה הן שהפכו לחלוצות ביטול הרעשים בשוק האלקטרוניקה הצרכנית ב-1989.

עקרון הפעולה הוא כדלקמן: מערכת המיקרופון מזהה את רמת הרעש מסביב לאוזניות, ולאחר מכן משוחזר ברמקולים אות עם אותה משרעת, אך באנטיפאז. כתוצאה מכך, גלי הרעש והאנטי-רעש מדכאים זה את זה. כמובן שכדי שיווצר גל אנטי-פאזי יש לחבר את האוזניות למקור מתח כלשהו, ולכן מערכת כזו נקראת אקטיבית.

ליישם אותו בפועל הוא לא קל כמו שזה נראה. הכל קשור לעצם טבעו של הצליל. יצירת אות באנטי-פאזה היא משימה קשה: יש להשלים אותה במהירות ובדייקנות. מהר, כי הרעש יכול להשתנות, למשל, בבית קפה, או שכוסות דופקות על צלוחיות, או שמישהו מברכים אותו ליום הולדתו, כלומר, רקע צליל הפכפך ואתה צריך להסתגל אליו. בדיוק, כי הסטייה בין פאזה לאנטיפאזה עלולה להוביל לעיוות לא נעים.

זו הסיבה שביטול רעשים אקטיבי הוא הטוב ביותר בהתמודדות עם צלילים מונוטוניים בתדר נמוך כמו זמזום של מנועי מטוסים או אוורור. יש להם משרעת פחות או יותר קבועה, ואורך הגל בתדרים נמוכים הוא די גדול וסולח על אי התאמה מסוימת של האות בפאזה ובאנטיפאזה. במקרה של בית קפה, בסיס הרעש נוצר על ידי צלילים בתדר בינוני וגבוה, עבורם אורך הגל קצר בהרבה והמשרעת משתנה בצורה חדה יותר - יש להם דרישות גבוהות יותר לאות נגד פאזה.

למערכות ביטול רעשים אקטיביות מודרניות אין עדיין מספיק כוח מחשוב כדי להשתיק את השיחות של זרים ואת הרעש הפתאומי. אבל הם מתמודדים היטב עם רעשי רקע מונוטוניים.

כיצד פועל ביטול רעשים פסיבי

בנוסף לביטול רעשים אקטיבי, קיים גם ביטול רעשים פסיבי. אפשר לומר שזה אטום לרעש: אתה שם אוזניות - והכל מסביב הופך עמום. הוא אינו מצריך חשמל ותלוי רק באיזו התאמה הדוקה של המכשיר לאוזניים ולראש. אם יש פער כלשהו, הרעש יישמע.

לכן אוזניות תוך-אוזן מגיעות עם כמה זוגות אוזניות, שונות בגודלן: האוזניים של כל אחד שונות, ולפעמים לא קל למצוא את כריות האוזניים המושלמות. אם הם לא יושבים ביציבות רבה, הגאדג'ט לא יספק את הרמה המתאימה של בידוד קול.

אבל חרירים מותאמים בצורה מושלמת משככים בדיוק את הרעש שביטול רעש אקטיבי לא יכול להתמודד איתו: תדרים בינוניים וגבוהים, צלילים חדים ופתאומיים. כי המעגל הזה לא מסתמך על מהירות האלקטרוניקה, אלא פשוט מעמעם את הכל מסביב, אם כי לא לשקט מוחלט.

ביטול רעשים פסיבי משחק תפקיד משמעותי גם באוזניות בגודל מלא עם כוסות גדולות. ככל שכריות האוזניים נלחצות חזק יותר אל הראש שלך, כך אתה שומע פחות רעש ופחות אנשים שנמצאים בקרבת מקום יידעו על המוזיקה שלך. אבל אם אתה יכול לשנות קבצים מצורפים לא מתאימים לאוזניות בתוך האוזן, אז לא ניתן לעשות שום דבר עם כאלה בגודל מלא שלא מתאימות היטב לראש.

ובכל זאת, אי אפשר להשיג שקט מושלם עם גאדג'ט כזה. הסיבה שוב נעוצה באופי הסאונד ובחומרים. צליל מתפשט בכל מקום שיש מדיום. מכשולים פיזיים יכולים למנוע אותו, אז אתה יכול פשוט לכסות את האוזניים שלך עם הידיים ולהטביע את העולם מסביב.

עם זאת, על מנת להשיג בידוד קול מלא, יש להשתמש בחומרים בולמי קול מיוחדים.

זוכרים את אוזניות הבנייה הגדולות שלבשו כדי להגן מפני צלילים קשים כמו ג'ק הפאמר? אין בהם מילוי אלקטרוני - הם פשוט מכסים את האוזניים, יוצרים מחסום פיזי לרעש ומשחררים את הידיים. יחד עם זאת, הם עדיין לא נותנים שקט מוחלט: הג'ק הפאמר נשמע, אם כי עמום.

כדי לקבל בידוד סאונד מרבי באוזניות אלו, צריך להוסיף עוד חומר סופג, שיהפוך אותן לכבדות ונפחיות בצורה ניכרת. עכשיו דמיינו שתצטרכו לחבר את כל האלקטרוניקה הדרושה לאוזניות שכבר עולות במשקל. הדגם יהפוך לכבד מאוד.

כמובן, היצרנים משפרים הן את החומרים מהם עשויות האוזניות והן את המילוי האלקטרוני שלהן, אך הן עדיין רחוקות מליצור שקט אידיאלי. כעת הם מנסים למצוא איזון בין נוחות השימוש ליעילות הפונקציות המוצעות.

מה משפיע על איכות הפחתת הרעש

יש הרבה חברות בשוק שמציעות אוזניות ביטול רעשים אקטיביות, אבל איך תדעו למי יש הכי טוב?

אתה יכול להסתכל על המאפיינים. לדוגמה, ככל שיותר מיקרופונים יעבדו במערכת הפחתת הרעש, כך תקרא רמת המהום הסביבתי בצורה מדויקת יותר והאות האנטי-פאזי ייבנה בצורה נכונה יותר. ככל שהמעבד חזק ומודרני יותר, כך המערכת תגיב מהר יותר לשינויים ברעש מסביב. בתיאוריה.

חלק מהחברות אפילו מציעות אלגוריתמים מותאמים אישית להפחתת רעש, כמו סוני, Bose, Samsung, Apple. לאוזניות המצוידות במערכות כאלו, בנוסף למיקרופונים שמאזינים לרעש מחוץ למכשיר, יש גם מיקרופונים הקולטים את הרעש בפנים.

במהלך הכיול, האוזניות משחזרות אותות בדיקה, ואותם מיקרופונים פנימיים קוראים את התגובה. בהתבסס על תוצאות הכיול, אלגוריתם הפחתת הרעש מתקן את עבודתו: כעת הוא מותאם לגיאומטריה של אוזניים וראש ספציפיים.

בידוד קול פסיבי משפיע גם על פעולת מערכת הפחתת הרעשים הפעילה. אם האוזניות משוחררות ועוברות דרך רעש, האות נגד פאזה לא יפעל באותה יעילות. רוב האוזניות האקטיביות לביטול רעשים בגודל מלא כוללות כריות אוזניים גדולות ורכות המחבקות את קימורי הראש שלך לבידוד קול מרבי.

איך לא ליפול לתחבולות של משווקים

הבעיה עם אוזניות ביטול רעשים היא שחברות משקרות: בפרסומות, כשביטול רעש מופעל, המסיבה מתחלפת בשקט מצלצל, את מקומם של גלגלי הרכבת הדופקים תופסים כרי דשא שלווים, והתינוק צורח פנימה. המושב הבא מתמוסס לתוך האובך.

אבל בשל הפיזיקה של תהליך הפחתת הרעש עצמו, זה לא ריאלי להשיג אפקט כזה. בתחילה, אגב, חברת Bose כינתה בכנות את האוזניות שלה Noise-Reducing - "Noise reducing", אבל אז, כמו אחרות, עברה למונח Noise-Canceling - "Noise Cancelling".

כתוצאה מכך, המשתמשים, בתקווה לשקט, יורדים באוזניות כאלה ברכבת התחתית, מפעילים ביטול רעשים… יללות הרוח במנהרה נעלמים, אבל התלמידים שמדברים על מעבר הפגישה עם הייסורים של סטניסלבסקי לא.. וניתן לשמוע איך מישהו השתעל בקרבת מקום. משעמם, אבל עדיין נשמע.

איפה השקט המובטח שלי, כרי הדשא והרעננות האלפינית? בחלומות. כי הטכנולוגיה עדיין לא הגיעה לרמה הזו.

יחד עם זאת, בחומרי שיווק מפתחים מאוד אוהבים להתפאר בכך שהמערכת שלהם מספקת הפחתת רעש, למשל עד -15 dB. הדבר הראשון שאנו שמים לב אליו הוא המילה "לפני". השני הוא שלא מצוין באילו תנאים ניתן להשיג את ה-15 dB הללו. כלומר, יש כמה נתונים, אבל איך להשוות אותם עם המציאות לא מאוד ברור.

טריק נוסף הוא החלפת מושגים. קורה שבתיאור של אוזניות, ביטול רעשים הוא מערכת שמדכאת רעשים בזמן שידור קולי במהלך שיחות. כלומר, בן השיח שלך שומע אותך בצורה ברורה יותר. אבל זה לא משפיע על דיכוי הרעש החיצוני בעת האזנה למוזיקה.

מהי השורה התחתונה

טכנולוגיית ביטול רעשים בצורה בה היא מוצגת על ידי מחלקות הפרסום של יצרני האוזניות אינה קיימת. יתרה מכך, ההשפעה שלו היא אינדיבידואלית ותלויה בפרמטרים הפיזיים של מאזין מסוים. עבור חלק, אוזניות בגודל מלא מספקות בידוד צליל פסיבי הולם כך שביטול רעשים אקטיבי יפעל היטב. ואצל אדם אחר, למשל, בגלל מבנה שונה של עצמות הלחיים, האוזניות לא יתאימו כל כך חזק והאלגוריתם לא יהיה יעיל. אז צריך לנסות הכל.

דגמים עם ביטול רעשים אקטיבי מתאימים למי שנוסע הרבה בתחבורה: באוטובוסים, ברכבות ובמטוסים. המאפיין העיקרי של אוזניות כאלה הוא היכולת לעמעם את המהום המונוטוני בתדר נמוך, והוא זה שלרוב מלווה בטיולים. הם שונים בביטול רעשים אקטיבי באיכות גבוהה, למשל:

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

מי שמנסה לברוח ממשרדים ומשקי בית רועשים צריך לשים לב במיוחד להתאמה של האוזניות ולחפש דגמים שמתאימים הכי קרוב שאפשר לראש או לתעלת האוזן. אוזניות אלו מפחיתות את רמת כל הרעש מסביב, כולל קולות. אבל אתה לא יכול לבחור אותם לפי עצות: אתה צריך לנסות אותם.

אם נתקלתם בדגם שמתאים היטב ומגיע עם ביטול רעשים אקטיבי, אתם יכולים לשמוח: אתם מקבלים את הטוב משני העולמות. אבל אתה עדיין לא יכול להשיג שקט מושלם.