Cách thức hoạt động của tính năng khử tiếng ồn trong tai nghe và tại sao nó không lưu khỏi tất cả các âm thanh bên ngoài

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Vật lý tàn nhẫn ngăn cản hệ thống khử tiếng ồn tạo ra sự im lặng hoàn hảo.

Vào năm 2020, do quá trình chuyển đổi sang telecommuting, nhiều người cần tai nghe để giao tiếp với đồng nghiệp trong các hội nghị trực tuyến và tạo khoảng cách với các thành viên trong gia đình. Các tiện ích có chức năng khử tiếng ồn đã trở nên phổ biến đặc biệt: chúng giúp tập trung tốt hơn vào công việc do thực tế là chúng đã giảm mức độ tiếng ồn bên ngoài.

Nhưng đã có những mô hình như vậy từ lâu: tai nghe gia đình với hệ thống khử tiếng ồn lần đầu tiên ra mắt vào đầu năm 1989. Gần đây, Apple đã thu hút sự chú ý đến tính năng này với việc phát hành AirPods Pro và sau đó là AirPods Max.

Nhiều người mong đợi tai nghe khử tiếng ồn có thể "tắt" hoàn toàn âm thanh xung quanh và thất vọng khi chúng không làm được điều đó. Để hiểu tại sao công nghệ không bắt chước nút Mute, bạn cần hiểu cách hoạt động của nó.

Cách thức hoạt động của tính năng khử tiếng ồn chủ động

Công nghệ khử tiếng ồn chủ động đã được quân đội sử dụng trong các thiết bị gia dụng: vào giữa thế kỷ 20, các hệ thống như vậy đã được sử dụng để giảm mức độ tiếng ồn trong buồng lái của máy bay và trực thăng. Tai nghe khử tiếng ồn chủ động trên tai đầu tiên được tạo ra cho máy bay trực thăng vào năm 1957.

Để sử dụng trong gia đình, công nghệ này đã được Bose điều chỉnh - chính tai nghe của hãng đã trở thành người tiên phong trong việc khử tiếng ồn trên thị trường điện tử tiêu dùng vào năm 1989.

Nguyên lý hoạt động như sau: hệ thống micrô phát hiện mức độ tiếng ồn xung quanh tai nghe, sau đó một tín hiệu có cùng biên độ, nhưng ở dạng phản âm, sẽ được tái tạo ở loa. Kết quả là các sóng chống nhiễu và chống nhiễu triệt tiêu lẫn nhau. Tất nhiên, để tạo ra sóng phản âm, tai nghe phải được kết nối với một số loại nguồn điện, đó là lý do tại sao một hệ thống như vậy được gọi là hoạt động.

Thực hiện nó trong thực tế không phải là dễ dàng như nó có vẻ. Đó là tất cả về bản chất của âm thanh. Tạo ra một tín hiệu trong antiphase là một nhiệm vụ khó khăn: nó phải được hoàn thành một cách nhanh chóng và chính xác. Nhanh, vì tiếng ồn có thể thay đổi, chẳng hạn như trong quán cà phê, cốc đang gõ vào đĩa hoặc ai đó đang được chúc mừng vào ngày sinh nhật của họ, tức là nền âm thanh hay thay đổi và bạn cần phải điều chỉnh nó. Chính xác, vì độ lệch giữa pha và phản âm có thể dẫn đến hiện tượng méo tiếng khó chịu.

Đây là lý do tại sao tính năng Chống ồn Chủ động xử lý tốt nhất các âm thanh tần số thấp đơn điệu như tiếng ồn ào của động cơ máy bay hoặc thông gió. Chúng có biên độ không đổi nhiều hơn hoặc ít hơn, và bước sóng ở tần số thấp là khá lớn và tha thứ cho một số sai lệch tín hiệu về pha và phản tín hiệu. Trong trường hợp của một quán cà phê, cơ sở của tiếng ồn được tạo ra bởi âm thanh tần số trung bình và cao, trong đó bước sóng ngắn hơn nhiều và biên độ thay đổi mạnh hơn - chúng có yêu cầu cao hơn đối với tín hiệu phản âm.

Các hệ thống khử tiếng ồn chủ động hiện đại vẫn chưa có đủ sức mạnh tính toán để làm im lặng các cuộc trò chuyện của người lạ và tiếng ồn ào đột ngột. Nhưng chúng xử lý tốt tiếng ồn xung quanh đơn điệu.

Cách thức hoạt động của tính năng khử tiếng ồn thụ động

Ngoài tính năng khử tiếng ồn chủ động, còn có tính năng khử tiếng ồn thụ động. Đây có thể nói là cách âm: bạn đeo tai nghe vào - và mọi thứ xung quanh trở nên ngột ngạt. Nó không yêu cầu điện và chỉ phụ thuộc vào mức độ chặt chẽ của thiết bị với tai và đầu. Nếu có bất kỳ khoảng trống nào, tiếng ồn sẽ được nghe thấy.

Đó là lý do tại sao tai nghe in-ear đi kèm với nhiều cặp tai nghe, kích thước khác nhau: tai của mọi người khác nhau, và đôi khi không dễ tìm được miếng đệm tai hoàn hảo. Nếu họ không ngồi thật chắc chắn, thiết bị sẽ không cung cấp mức độ cách âm thích hợp.

Nhưng các đầu phun được kết hợp hoàn hảo có hiệu quả làm giảm tiếng ồn chính xác mà tính năng khử tiếng ồn chủ động không thể đối phó: tần số trung và cao, âm thanh sắc nét, đột ngột. Bởi vì mạch này không dựa vào tốc độ của thiết bị điện tử, mà chỉ đơn giản là bóp nghẹt mọi thứ xung quanh, mặc dù không phải để hoàn toàn im lặng.

Khả năng khử tiếng ồn thụ động cũng đóng một vai trò quan trọng trong tai nghe kích thước đầy đủ với cốc lớn. Miếng đệm tai càng áp vào đầu bạn càng chặt thì bạn càng nghe thấy ít tiếng ồn và những người ở gần sẽ biết về âm nhạc của bạn ít hơn. Nhưng nếu bạn có thể thay đổi phần đính kèm không phù hợp cho tai nghe in-ear, thì không thể làm gì được với những chiếc có kích thước đầy đủ không vừa vặn trên đầu.

Và tất cả những điều tương tự, sự im lặng hoàn hảo với một thiết bị như vậy không thể đạt được. Lý do một lần nữa nằm ở bản chất của âm thanh và vật liệu. Âm thanh truyền đi bất cứ nơi nào có môi trường. Những trở ngại vật lý có thể ngăn cản anh ta, vì vậy bạn có thể chỉ cần lấy tay che tai và nhấn chìm thế giới xung quanh.

Tuy nhiên, để đạt được khả năng cách âm hoàn toàn, phải sử dụng các vật liệu tiêu âm đặc biệt.

Bạn còn nhớ những chiếc tai nghe có cấu tạo lớn được đeo để chống lại những âm thanh chói tai như búa khoan không? Không có điện tử điền vào chúng - chúng chỉ đơn giản là che tai, tạo ra một rào cản vật lý đối với tiếng ồn và giải phóng đôi tay của bạn. Đồng thời, chúng vẫn không im lặng hoàn toàn: búa khoan vẫn có thể nghe được, mặc dù âm ỉ.

Để có được khả năng cách ly âm thanh tối đa trong những tai nghe này, bạn cần thêm chất liệu hấp thụ nhiều hơn, điều này sẽ khiến chúng nặng và to hơn đáng kể. Bây giờ hãy tưởng tượng rằng bạn sẽ phải kết nối tất cả các thiết bị điện tử cần thiết với tai nghe tăng cân. Mô hình sẽ trở nên rất nặng.

Tất nhiên, các nhà sản xuất đang cải thiện cả vật liệu chế tạo tai nghe và chất liệu điện tử của chúng, nhưng chúng vẫn còn lâu mới tạo ra sự im lặng lý tưởng. Giờ đây, họ đang cố gắng đạt được sự cân bằng giữa sự thoải mái khi sử dụng và hiệu quả của các chức năng được cung cấp.

Điều gì ảnh hưởng đến chất lượng giảm tiếng ồn

Có rất nhiều công ty trên thị trường cung cấp tai nghe khử tiếng ồn chủ động, nhưng làm thế nào để bạn biết ai là người tốt nhất?

Bạn có thể xem qua các đặc điểm. Ví dụ: càng có nhiều micrô hoạt động trong hệ thống giảm tiếng ồn, mức độ ồn xung quanh sẽ được đọc chính xác hơn và tín hiệu phản âm sẽ được xây dựng chính xác hơn. Bộ vi xử lý càng mạnh mẽ và hiện đại, hệ thống sẽ phản ứng nhanh hơn với những thay đổi của tiếng ồn xung quanh. Về lý thuyết.

Một số công ty thậm chí còn đưa ra các thuật toán khử nhiễu tùy chỉnh, chẳng hạn như Sony, Bose, Samsung, Apple. Tai nghe được trang bị hệ thống như vậy, ngoài micro nghe tiếng ồn bên ngoài thiết bị, còn có micro thu tiếng ồn bên trong.

Trong quá trình hiệu chuẩn, tai nghe tái tạo tín hiệu thử nghiệm và cùng một micrô bên trong đọc phản hồi. Dựa trên kết quả hiệu chuẩn, thuật toán giảm tiếng ồn sẽ hiệu chỉnh công việc của nó: giờ đây nó được điều chỉnh theo hình dạng của tai và đầu cụ thể.

Cách âm thụ động cũng ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống khử ồn chủ động. Nếu tai nghe bị lỏng và bị nhiễu, tín hiệu phản âm sẽ không hoạt động hiệu quả. Hầu hết các tai nghe khử tiếng ồn chủ động kích thước đầy đủ đều có đệm tai lớn, mềm mại ôm theo đường cong của đầu bạn để cách ly âm thanh tối đa.

Làm thế nào để không rơi vào những mánh khóe của các nhà tiếp thị

Vấn đề với tai nghe khử tiếng ồn là các công ty đang nói dối: trong quảng cáo, khi bật tính năng khử tiếng ồn, bữa tiệc được thay thế bằng một tiếng chuông im lặng, vị trí của bánh xe lửa đập là đồng cỏ núi cao thanh bình và đứa trẻ la hét trong ghế tiếp theo tan vào mây mù.

Nhưng do tính chất vật lý của quá trình giảm tiếng ồn, nên việc đạt được hiệu quả như vậy là không thực tế. Ban đầu, công ty Bose thành thật gọi tai nghe của mình là Noise-Reduce - "giảm tiếng ồn", nhưng sau đó, giống như những người khác, chuyển sang thuật ngữ Noise-Cancelling - "khử tiếng ồn".

Kết quả là, những người dùng hy vọng sự im lặng, sử dụng tai nghe như vậy trong tàu điện ngầm, bật chức năng khử tiếng ồn … Tiếng hú của gió trong đường hầm biến mất, nhưng những sinh viên nói về việc vượt qua phiên họp với nỗi thống khổ của Stanislavsky thì không.. Và cách ai đó ho gần đó có thể được nghe thấy. Âm ỉ, nhưng vẫn có thể nghe được.

Sự im lặng đã hứa của tôi, đồng cỏ và núi cao tươi mát ở đâu? Trong những giấc mơ. Vì công nghệ vẫn chưa đạt đến trình độ này.

Đồng thời, trong các tài liệu tiếp thị, các nhà phát triển rất thích khoe khoang về thực tế rằng hệ thống của họ cung cấp khả năng giảm tiếng ồn, ví dụ, lên đến -15 dB. Điều đầu tiên chúng ta chú ý đến là từ "trước đây". Thứ hai là nó không được chỉ định trong những điều kiện nào mà -15 dB này có thể đạt được. Đó là, có một số số liệu, nhưng làm thế nào để so sánh chúng với thực tế thì không rõ ràng lắm.

Một thủ thuật khác là thay thế các khái niệm. Điều xảy ra là trong mô tả về tai nghe, khử tiếng ồn là một hệ thống làm giảm tiếng ồn trong quá trình truyền giọng nói trong cuộc gọi. Tức là, người đối thoại của bạn nghe thấy bạn rõ ràng hơn. Nhưng nó không ảnh hưởng đến việc triệt tiêu tạp âm bên ngoài khi nghe nhạc.

Dòng dưới cùng là gì

Công nghệ khử tiếng ồn trong hình thức mà nó được trình bày bởi các bộ phận quảng cáo của các nhà sản xuất tai nghe không tồn tại. Hơn nữa, hiệu ứng của nó là riêng lẻ và phụ thuộc vào các thông số vật lý của một người nghe cụ thể. Đối với một số tai nghe kích thước đầy đủ cung cấp khả năng cách ly âm thanh thụ động đầy đủ để tính năng khử tiếng ồn chủ động hoạt động tốt. Và ở một người khác, chẳng hạn, do cấu trúc khác của xương gò má, tai nghe sẽ không vừa khít và thuật toán sẽ không hiệu quả. Vì vậy, mọi thứ cần phải được thử.

Các mẫu xe có tính năng khử tiếng ồn chủ động phù hợp với những người phải di chuyển nhiều trên các phương tiện giao thông: xe buýt, tàu hỏa và máy bay. Tính năng chính của những chiếc tai nghe như vậy là khả năng bóp nghẹt tiếng vo ve tần số thấp đơn điệu, và nó là người thường xuyên đồng hành nhất trong các chuyến đi. Chúng khác nhau ở tính năng khử tiếng ồn chủ động chất lượng cao, ví dụ:

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

Những người đang cố gắng thoát khỏi các văn phòng và hộ gia đình ồn ào nên đặc biệt chú ý đến độ vừa vặn của tai nghe và tìm những mẫu tai nghe vừa vặn với đầu hoặc ống tai nhất có thể. Tai nghe này làm giảm mức độ của tất cả tiếng ồn xung quanh, bao gồm cả giọng nói. Nhưng bạn không thể chọn chúng theo lời khuyên: bạn cần thử chúng.

Nếu bạn bắt gặp một mô hình vừa khít và vừa khít và đi kèm với tính năng Khử tiếng ồn Chủ động, bạn có thể vui mừng: bạn có được điều tốt nhất của cả hai thế giới. Nhưng bạn vẫn không thể đạt được sự im lặng hoàn hảo.