Hvordan støjreduktion fungerer i hovedtelefoner, og hvorfor det ikke sparer dig for alle eksterne lyde
Miscellanea / / May 15, 2021
Nådeløs fysik forhindrer støjreduktionssystemer i at skabe perfekt stilhed.
I 2020, på grund af overgangen til telearbejde, havde mange mennesker brug for hovedtelefoner til at kommunikere med kolleger på onlinekonferencer og distancere sig fra husstandsmedlemmer. Gadgets med støjreduktion har fået særlig popularitet: de hjalp med at bedre fokusere på arbejde på grund af det faktum, at de reducerede niveauet for ekstern støj.
Men der har været sådanne modeller i lang tid: husholdningstelefoner med et støjreducerende system kom først ud allerede i 1989. For nylig henledte Apple opmærksomheden på denne funktion med frigivelsen af AirPods Pro og derefter AirPods maks.
Mange forventer, at støjreducerende hovedtelefoner fuldstændigt "slukker" omgivende lyd og er skuffede, når de ikke gør det. For at forstå hvorfor teknologi ikke efterligner Mute-knappen, skal du forstå, hvordan den fungerer.
Hvordan aktiv støjreduktion fungerer
Aktiv støjreduktionsteknologi migrerede til husholdningsapparater fra militæret: allerede i midten af det 20. århundrede blev sådanne systemer brugt til at reducere støjniveauet i cockpit på fly og helikoptere. De første on-ear aktive støjreducerende hovedtelefoner blev oprettet
Historien om hovedtelefoner til helikoptere i 1957.Til hjemmebrug blev teknologien tilpasset af Bose - det var dens hovedtelefoner, der blev de støjreducerende pionerer på forbrugerelektronikmarkedet i 1989.
Funktionsprincippet er som følger: Mikrofonsystemet registrerer støjniveauet omkring hovedtelefonerne, og derefter gengives et signal med den samme amplitude, men i antifase, i højttalerne. Som et resultat undertrykker bølgerne af støj og antistøj hinanden hinanden. For at der kan oprettes en antifasebølge, er det naturligvis nødvendigt, at hovedtelefonerne tilsluttes en eller anden form for strømkilde, hvorfor et sådant system kaldes aktivt.
Implementering af det i praksis er ikke så let som det ser ud til. Det handler om selve lydens natur. Generering af et signal i antifase er en vanskelig opgave: det skal udføres hurtigt og præcist. Hurtigt, fordi støj kan ændre sig, for eksempel på en cafe, banker enten kopper på underkopper, eller nogen tillykke med deres fødselsdag, det vil sige ustabile lyd baggrund og du skal tilpasse dig det. Præcis, fordi afvigelsen mellem fase og antifase kan føre til ubehagelig forvrængning.
Derfor er aktiv støjreduktion bedst til at håndtere monotone lavfrekvente lyde som brummen af flymotorer eller ventilation. De har en mere eller mindre konstant amplitude, og bølgelængden ved lave frekvenser er ret stor og tilgiver noget signalforskel i fase og antifase. I tilfælde af en cafe skabes støjgrundlaget af mellem- og højfrekvente lyde, for hvilke bølgelængden er meget kortere, og amplituden ændres skarpere - de har højere krav til et antifasesignal.
Moderne aktive støjreduceringssystemer har endnu ikke nok computerkraft til at tavle fremmede samtaler og det pludselige rumlende. Men de håndterer monoton baggrundsstøj godt.
Hvordan passiv støjreduktion fungerer
Ud over aktiv støjreduktion er der også passiv støjreduktion. Dette er, kan man sige, lydisolering: du tager hovedtelefoner på - og alt omkring bliver dæmpet. Det kræver ikke elektricitet og afhænger kun af, hvor tæt enheden passer til ørerne og hovedet. Hvis der er noget hul, høres støj.
Derfor komplet med in-ear hovedtelefoner der er flere par ørestykker på én gang, forskellige i størrelse: alles ører er forskellige, det er undertiden ikke let at finde de perfekte ørepuder. Hvis de ikke sidder meget fast, giver gadgeten ikke det rette lydisoleringsniveau.
Men perfekt matchede dyser dæmper effektivt netop den meget støj, som aktiv støjreduktion ikke kan klare: mellem- og høje frekvenser, skarpe, pludselige lyde. Fordi denne ordning ikke er afhængig af elektronikens hastighed, men simpelthen dæmper alt rundt, men ikke for fuldstændig stilhed.
Passiv støjreduktion spiller også en vigtig rolle i hovedtelefoner i fuld størrelse med store ørekopper. Jo strammere ørepuderne presses mod dit hoved, jo mindre støj hører du, og jo færre mennesker, der er i nærheden, kender til din musik. Men hvis du kan ændre uegnede vedhæftede filer til in-ear-hovedtelefoner, kan der ikke gøres noget i fuld størrelse, der ikke passer godt på hovedet.
Og det samme, perfekt stilhed med en sådan gadget kan ikke opnås. Årsagen ligger igen i lydens natur og i materialerne. Lyd forplantes overalt, hvor der er et miljø. Fysiske forhindringer kan forstyrre det, så du kan bare lukke ører hænder og drukne verden rundt.
For at opnå fuldstændig lydisolering skal der dog anvendes specielle lydabsorberende materialer.
Husk de store konstruktionshovedtelefoner, der er båret for at beskytte mod barske lyde som en jackhammer? Der er ingen elektronisk udfyldning i dem - de dækker simpelthen ørerne og skaber en fysisk barriere for støj og frigør dine hænder. På samme tid giver de stadig ikke fuldstændig tavshed: jackhammeren er hørbar, omend kedelig.
For at få det maksimale i sådanne hovedtelefoner lydisolering, skal du tilføje mere absorberende materiale, hvilket gør dem mærkbart tungere og mere voluminøse. Forestil dig nu, at du bliver nødt til at forbinde al den nødvendige elektronik til de allerede voksende hovedtelefoner. Modellen bliver meget tung.
Selvfølgelig forbedrer producenterne både de materialer, som hovedtelefonerne er fremstillet af, og deres elektroniske påfyldning, men de er stadig langt fra at skabe ideel stilhed. Nu prøver de at finde en balance mellem brugervenligheden og effektiviteten af de tilbudte funktioner.
Hvad påvirker kvaliteten af støjreduktion
Der er mange virksomheder på markedet, der tilbyder aktive støjreducerende hovedtelefoner, men hvordan ved du, hvem der har de bedste?
Du kan se på egenskaberne. For eksempel, jo flere mikrofoner der arbejder i støjreduceringssystemet, jo mere nøjagtigt læses det omgivende brummende niveau, og jo mere korrekt vil antifasesignalet blive bygget. Jo mere kraftfuld og moderne processoren er, jo hurtigere reagerer systemet på ændringer i støj omkring. I teorien.
Nogle virksomheder tilbyder endda brugerdefinerede støjreduktionsalgoritmer, såsom Sony, Bose, Samsung, Apple. Hovedtelefoner udstyret med sådanne systemer har foruden mikrofoner, der lytter til støj uden for enheden, også mikrofoner, der opfanger støj inde.
Under kalibrering gengiver hovedtelefonerne testsignaler, og de samme interne mikrofoner læser svaret. Baseret på kalibreringsresultaterne korrigerer støjreduktionsalgoritmen sit arbejde: den er nu justeret til geometrien af bestemte ører og hoved.
Passiv lydisolering påvirker også driften af det aktive støjreducerende system. Hvis hovedtelefonerne er løse og passerer gennem støj, fungerer antifasesignalet ikke så effektivt. De fleste aktive støjreducerende hovedtelefoner i fuld størrelse har store, bløde ørepuder, der krammer hovedets kurver for maksimal lydisolering.
Hvordan man ikke falder for trickene fra marketingfolk
Problemet med støjreducerende hovedtelefoner er, at virksomheder er listige: i reklamer, når støjreduktion er tændt, skifter festen ringende stilhed, stedet for de bankende toghjul indtages af fredfyldte alpine enge, og babyen, der skriger i det næste sæde, opløses i dis.
Men på grund af selve støjreduktionsprocessens fysik er det urealistisk at opnå en sådan effekt. Oprindeligt kaldte Bose-firmaet forresten sine hovedtelefoner Støjreducerende - "støjreducerende", men skiftede som andre til udtrykket Støjreduktion - "støjreduktion".
Som et resultat går brugerne i håb om stilhed ned i sådanne hovedtelefoner til Metro, tænd for støjreduktion... Vindens hyl i tunnelen forsvinder, men de studerende, der taler om at bestå sessionen med Stanislavskys kval, gør det ikke. Og den måde, hvorpå nogen hostede i nærheden, kan høres. Kedeligt, men stadig hørbart.
Hvor er min lovede stilhed, enge og alpine friskhed? I drømme. Fordi teknologien endnu ikke har nået dette niveau.
Samtidig er udviklere i marketingmaterialer meget glad for at prale af, at deres system giver støjreduktion, for eksempel op til -15 dB. Den første ting, vi er opmærksomme på, er ordet "før". Det andet er, at det ikke er specificeret under hvilke forhold det er muligt at opnå disse −15 dB. Der er nogle tal, men hvordan man sammenligner dem med virkeligheden er ikke særlig tydelig.
Et andet trick er erstatning af begreber. Det sker, at i beskrivelsen af hovedtelefoner kaldes støjreduktion et system, der dæmper støj under stemmetransmission under opkald. Det vil sige, din samtalepartner hører dig mere tydeligt. Men det påvirker ikke undertrykkelsen af ekstern støj, når du lytter til musik.
Hvad er bundlinjen
Støjreduktionsteknologi i den form, som den præsenteres af producenternes reklameafdelinger hovedtelefon, eksisterer ikke. Desuden er effekten af den individuel og afhænger af de fysiske parametre for en bestemt lytter. For nogle giver fuld størrelse hovedtelefoner tilstrækkelig passiv lydisolering, så aktiv støjreduktion fungerer godt. Og hos en anden person, for eksempel på grund af en anden struktur af kindbenene, passer hovedtelefonerne ikke så tæt, og algoritmen vil være ineffektiv. Så alt skal prøves.
Modeller med aktiv støjreduktion er velegnet til dem, der rejser meget i transport: på busser, tog og fly. Hovedtræk ved sådanne hovedtelefoner er evnen til at dæmpe den monotone lavfrekvente brummen, og det er han, der ofte ledsager på ture. De adskiller sig i højkvalitets aktiv støjreduktion, for eksempel:
- Sony WH - 1000XM4,
- Soundcore Liberty Air 2 Pro,
- Sennheiser Momentum True Wireless 2,
- Marshall Monitor II ANC,
- Samsung Galaxy Buds Pro.
De, der prøver at flygte fra støjende kontorer og husstande, skal være særlig opmærksomme på hovedtelefonernes pasform og se efter modeller, der passer så tæt på hovedet eller øregangen. Disse hovedtelefoner reducerer niveauet for al støj omkring, inklusive stemmer. Men du kan ikke vælge dem efter råd: du skal prøve dem.
Hvis du støder på en model, der passer tæt og tæt og også har aktiv støjreduktion, kan du glæde dig: du får det bedste fra begge verdener. Men du kan stadig ikke opnå perfekt stilhed.
Læs også🧐
- 8 spilhovedtelefoner, du har råd til at købe
- Hvilke hovedtelefoner skal man vælge for ikke at fortryde at have købt
- Huawei FreeBuds Pro anmeldelse - næsten perfekt støjreducerende hovedtelefoner