Kuinka melunvaimennus toimii kuulokkeissa ja miksi se ei pelasta sinua kaikilta ulkoisilta ääniltä
Miscellanea / / May 15, 2021
Häikäymätön fysiikka estää melunvaimennusjärjestelmiä luomasta täydellistä hiljaisuutta.
Vuonna 2020 etätyöhön siirtymisen vuoksi monet ihmiset tarvitsivat kuulokkeita kommunikoidakseen kollegoidensa kanssa verkkokonferensseissa ja etääntyessään kotitalouden jäsenistä. Melua vaimentavat gadgetit ovat saaneet erityisen suosion: ne auttoivat keskittymään paremmin työhön johtuen siitä, että ne alensivat ulkoisen melutasoa.
Mutta tällaisia malleja on ollut jo pitkään: kotitalouksien kuulokkeet, joissa on melunvaimennusjärjestelmä, ilmestyivät ensimmäisen kerran jo vuonna 1989. Viime aikoina Apple kiinnitti huomiota tähän ominaisuuteen julkaisemalla AirPods Pro ja sitten AirPods Max.
Monet odottavat, että melua vaimentavat kuulokkeet "sammuttavat" ympäröivän äänen kokonaan, ja ovat pettyneitä, kun eivät. Ymmärtääksesi, miksi tekniikka ei jäljittele mykistyspainiketta, sinun on ymmärrettävä, miten se toimii.
Kuinka aktiivinen melunvaimennus toimii
Aktiivinen melunvaimennustekniikka siirtyi armeijan kodinkoneisiin: jo 1900-luvun puolivälissä tällaisia järjestelmiä käytettiin lentokoneiden ja helikoptereiden ohjaamojen melutason alentamiseen. Ensimmäiset korvalla olevat aktiiviset melua vaimentavat kuulokkeet luotiin
Kuulokkeiden historia helikoptereille vuonna 1957.Bose mukautti tekniikan kotikäyttöön - kuulokkeista tuli melua vaimentavia tienraivaajia kulutuselektroniikan markkinoilla vuonna 1989.
Toimintaperiaate on seuraava: mikrofonijärjestelmä havaitsee kuulokkeiden ympärillä olevan melutason ja sitten kaiuttimissa toistetaan sama amplitudi, mutta antifaasinen signaali. Tämän seurauksena melu- ja meluaallot tukahduttavat toisiaan. Tietenkin, jotta antifaasiaalto voidaan luoda, on välttämätöntä, että kuulokkeet kytketään johonkin virtalähteeseen, minkä vuoksi tällaista järjestelmää kutsutaan aktiiviseksi.
Sen toteuttaminen käytännössä ei ole niin helppoa kuin miltä näyttää. Kyse on äänen luonteesta. Signaalin luominen antifaasissa on vaikea tehtävä: se on suoritettava nopeasti ja tarkasti. Nopea, koska melu voi muuttua esimerkiksi kahvilassa, joko kupit koputtavat lautasia tai joku onnitellaan syntymäpäivänään, eli epävakaa ääni ja sinun on sopeuduttava siihen. Aivan, koska vaiheen ja antifaasin välinen poikkeama voi johtaa epämiellyttäviin vääristymiin.
Siksi aktiivinen melunvaimennus on parasta käsitellä yksitoikkoisia matalataajuisia ääniä, kuten lentokoneiden moottoreiden humina tai ilmanvaihto. Heillä on enemmän tai vähemmän vakio amplitudi, ja aallonpituus matalilla taajuuksilla on melko suuri ja antaa anteeksi jonkin verran signaalin eroavaisuutta vaiheessa ja antifaasissa. Kahvilan kohdalla melun perusta luodaan keski- ja korkean taajuuden äänillä, joille aallonpituus on paljon lyhyempi ja amplitudi muuttuu voimakkaammin - niillä on korkeammat vaatimukset faasisignaalille.
Nykyaikaisilla aktiivisilla melunvaimennusjärjestelmillä ei vielä ole tarpeeksi laskentatehoa hiljentämään vieraiden keskusteluja ja äkillistä kohinaa. Mutta he käsittelevät yksitoikkoista taustamelua hyvin.
Kuinka passiivinen melunvaimennus toimii
Aktiivisen melunvaimennuksen lisäksi on myös passiivista melunvaimennusta. Tämä on, voidaan sanoa, äänieristys: laitat kuulokkeet - ja kaikki ympärillä on vaimeaa. Se ei vaadi sähköä ja riippuu vain siitä, kuinka tiukasti laite sopii korville ja päähän. Jos aukkoa on, ääni kuuluu.
Siksi täydellinen kanssa in-ear-kuulokkeet Kuulokeparia on kerralla useita, erikokoisia: kaikkien korvat ovat erilaiset, joskus ei ole helppoa löytää täydellisiä korvatyynyjä. Jos he eivät istu kovin tiukasti, laite ei tarjoa asianmukaista äänieristystä.
Mutta täydellisesti sovitetut suuttimet vaimentavat juuri sen melun, johon aktiivinen melunvaimennus ei kykene: keski- ja korkeat taajuudet, terävät, äkilliset äänet. Koska tämä järjestelmä ei perustu elektroniikan nopeuteen, vaan vain vaimentaa kaiken ympärillä, vaikkakaan ei täydelliseen hiljaisuuteen.
Passiivisella melunvaimennuksella on myös merkittävä rooli täysikokoisissa kuulokkeissa, joissa on suuret korvakupit. Mitä tiukemmin korvatyynyt painetaan päätäsi vastaan, sitä vähemmän melua kuulet ja sitä vähemmän lähellä olevat ihmiset tietävät musiikistasi. Mutta jos voit muuttaa sopimattomia kiinnityksiä korvakuulokkeisiin, mitään ei voida tehdä täysikokoisilla, jotka eivät sovi hyvin päähän.
Ja kaiken kaikkiaan, täydellistä hiljaisuutta tällaisella gadgetilla ei voida saavuttaa. Syy on jälleen äänen luonteessa ja materiaaleissa. Ääni leviää missä tahansa ympäristössä. Fyysiset esteet voivat häiritä sitä, joten voit yksinkertaisesti sulkea korvat kädet ja hukuttaa ympäröivän maailman.
Täydellisen äänieristyksen saavuttamiseksi on kuitenkin käytettävä erityisiä ääntä vaimentavia materiaaleja.
Muistatko isot rakennekuulokkeet, joita on käytetty suojaamaan ankarilta ääniiltä kuin tunkki? Niissä ei ole sähköistä täyttöä - ne yksinkertaisesti peittävät korvat, luoden fyysisen esteen melulle ja vapauttamalla kätesi. Samanaikaisesti he eivät vieläkään anna täydellistä hiljaisuutta: tunkki on kuultavissa, vaikkakin tylsä.
Saada maksimi tällaisissa kuulokkeissa äänieristys, sinun on lisättävä imukykyisempää materiaalia, mikä tekee niistä huomattavasti raskaampia ja tilavampia. Kuvittele nyt, että sinun on liitettävä kaikki tarvittava elektroniikka jo painonnuttaviin kuulokkeisiin. Mallista tulee erittäin raskas.
Tietenkin valmistajat parantavat sekä materiaaleja, joista kuulokkeet valmistetaan, että niiden elektronista täytettä, mutta ne eivät ole vielä kaukana ihanteellisen hiljaisuuden luomisesta. Nyt he yrittävät löytää tasapainon käyttömukavuuden ja tarjottujen toimintojen tehokkuuden välillä.
Mikä vaikuttaa melun vähentämisen laatuun
Markkinoilla on monia yrityksiä, jotka tarjoavat aktiivisia melua vaimentavia kuulokkeita, mutta mistä tiedät, kenellä on parhaat?
Voit tarkastella ominaisuuksia. Esimerkiksi, mitä enemmän mikrofoneja työskentelee kohinanvaimennusjärjestelmässä, sitä tarkemmin ympäröivä hum-taso luetaan ja sitä paremmin rakennetaan antifaasisignaali. Mitä tehokkaampi ja moderni prosessori on, sitä nopeammin järjestelmä reagoi ympäröivän melun muutoksiin. Teoriassa.
Jotkut yritykset tarjoavat jopa mukautettuja melunvaimennusalgoritmeja, kuten Sony, Bose, Samsung, Apple. Tällaisilla järjestelmillä varustetuissa kuulokkeissa on mikrofoneja, jotka kuuntelevat melua laitteen ulkopuolella, myös mikrofoneja, jotka ottavat melun sisään.
Kalibroinnin aikana kuulokkeet toistavat testisignaalit, ja samat sisäiset mikrofonit lukevat vastauksen. Kalibrointitulosten perusteella kohinanvaimennusalgoritmi korjaa työnsä: se on nyt sovitettu tiettyjen korvien ja pään geometriaan.
Passiivinen äänieristys vaikuttaa myös aktiivisen melunvaimennusjärjestelmän toimintaan. Jos kuulokkeet ovat löysällä ja läpäisevät melua, antifaasisignaali ei toimi yhtä tehokkaasti. Useimmissa täysikokoisissa aktiivista melua vaimentavissa kuulokkeissa on suuret, pehmeät korvatyynyt, jotka halaavat pään käyrät maksimaalisen äänieristyksen saavuttamiseksi.
Kuinka ei kuulu markkinoijien temppuihin
Melua vaimentavien kuulokkeiden ongelma on, että yritykset ovat ovelia: mainoksissa, kun melunvaimennus on päällä, puolue vaihtuu soi hiljaisuus, lyövien junapyörien paikka on rauhallisilla alppiniityillä, ja seuraavalla istuimella huutava vauva liukenee sumu.
Mutta melun vähentämisprosessin fysiikan vuoksi tällaisen vaikutuksen saavuttaminen on epärealistista. Aluksi muuten Bose-yhtiö kutsui kuulokkeitaan vilpittömästi melua vähentäviksi - "melunvaimennuksiksi", mutta sitten, kuten muutkin, siirtyi termiin melunvaimennus - "melunvaimennus".
Tämän seurauksena käyttäjät, toivoen hiljaisuutta, menevät tällaisiin kuulokkeisiin Metro, ota melunvaimennus käyttöön... Tuulen ulvonta tunnelissa katoaa, mutta opiskelijat, jotka puhuvat istunnon ohittamisesta Stanislavskin ahdistuksen kanssa, eivät. Ja tapa, jolla joku yskä lähellä, voidaan kuulla. Tylsää, mutta silti kuultavaa.
Missä on luvattu hiljaisuus, niityt ja alppien tuoreus? Unelmissa. Koska tekniikka ei ole vielä saavuttanut tätä tasoa.
Samalla markkinointimateriaaleissa kehittäjät rakastavat kerskua siitä, että heidän järjestelmänsä vähentää melua esimerkiksi -15 dB: iin asti. Ensimmäinen asia, johon kiinnitämme huomiota, on sana "ennen". Toinen on se, että ei ole määritelty, missä olosuhteissa nämä −15 dB voidaan saavuttaa. Toisin sanoen on joitain lukuja, mutta kuinka verrata niitä todellisuuteen, ei ole kovin selvää.
Toinen temppu on käsitteiden korvaaminen. Sattuu, että kuulokkeiden kuvauksessa melunvaimennus on järjestelmä, joka vaimentaa melua puheiden aikana puhelun aikana. Toisin sanoen keskustelukumppanisi kuulee sinut selkeämmin. Mutta se ei vaikuta ulkoisen melun vaimentamiseen musiikkia kuunneltaessa.
Mikä on viimeinen rivi
Melunvaimennustekniikka siinä muodossa kuin valmistajien mainososastot esittävät sen kuulokkeet, ei ole olemassa. Lisäksi sen vaikutus on yksilöllinen ja riippuu tietyn kuuntelijan fyysisistä parametreista. Joillekin täysikokoiset kuulokkeet tarjoavat riittävän passiivisen äänieristyksen, jotta aktiivinen melunvaimennus toimii hyvin. Ja toisella henkilöllä, esimerkiksi poskiluiden erilaisen rakenteen vuoksi, kuulokkeet eivät sovi niin tiukasti ja algoritmi on tehoton. Joten kaikki on kokeiltava.
Mallit, joissa on aktiivinen melunvaimennus, sopivat niille, jotka matkustavat paljon liikenteessä: busseissa, junissa ja lentokoneissa. Tällaisten kuulokkeiden pääpiirre on kyky vaimentaa yksitoikkoinen matalataajuinen humina, ja hän on useimmiten mukana matkoilla. Ne eroavat korkealaatuisesta aktiivisen melunvaimennuksesta, esimerkiksi:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy Buds Pro.
Niiden, jotka yrittävät paeta meluisista toimistoista ja kotitalouksista, tulisi kiinnittää erityistä huomiota kuulokkeiden sopivuuteen ja etsiä malleja, jotka sopivat mahdollisimman lähelle päätä tai korvakäytävää. Nämä kuulokkeet vähentävät kaiken melun tasoa, mukaan lukien äänet. Mutta et voi valita niitä neuvojen mukaan: sinun täytyy kokeilla niitä.
Jos törmäät malliin, joka sopii hyvin ja mukavasti ja mukana aktiivisella melunvaimennuksella, voit iloita: saat molempien maailmojen parhaat puolet. Mutta silti et voi saavuttaa täydellistä hiljaisuutta.
Lue myös🧐
- 8 pelikuuloketta, joilla on varaa ostaa
- Mitä kuulokkeita valita, jotta ei kadu ostamista
- Huawei FreeBuds Pro -katsaus - melkein täydelliset melua vaimentavat kuulokkeet