Com funciona la cancel·lació de soroll als auriculars i per què no estalvia tots els sons externs

2024 Autora: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 03:49

La física despietada impedeix que els sistemes de cancel·lació de soroll creïn un silenci perfecte.

El 2020, a causa de la transició al teletreball, moltes persones necessitaven auriculars per comunicar-se amb els seus companys en conferències en línia i distanciar-se dels membres de la llar. Els gadgets amb cancel·lació de soroll han guanyat una popularitat especial: han ajudat a centrar-se millor en el treball a causa del fet que reduïen el nivell de soroll extern.

Però hi ha aquests models des de fa molt de temps: els auriculars domèstics amb un sistema de cancel·lació de soroll van sortir per primera vegada el 1989. Més recentment, Apple ha cridat l'atenció sobre aquesta funció amb el llançament dels AirPods Pro i després els AirPods Max.

Molts esperen que els auriculars amb cancel·lació de soroll "apaguin" completament el so ambiental i es deceben quan no ho fan. Per entendre per què la tecnologia no imita el botó Silenciar, cal entendre com funciona.

Com funciona la cancel·lació activa del soroll

La tecnologia de cancel·lació activa del soroll va migrar als electrodomèstics des de l'exèrcit: ja a mitjans del segle XX, aquests sistemes s'utilitzaven per reduir el nivell de soroll a les cabines d'avions i helicòpters. Els primers auriculars amb cancel·lació activa de soroll a l'orella es van crear per a helicòpters el 1957.

Per a l'ús domèstic, la tecnologia va ser adaptada per Bose: van ser els seus auriculars els que es van convertir en els pioners de la cancel·lació de soroll al mercat de l'electrònica de consum el 1989.

El principi de funcionament és el següent: el sistema de micròfon detecta el nivell de soroll al voltant dels auriculars, i després es reprodueix un senyal amb la mateixa amplitud, però en antifase, als altaveus. Com a resultat, les ones de soroll i anti-soroll es suprimeixen mútuament. Per descomptat, per tal que es creï una ona antifàsica, els auriculars han d'estar connectats a algun tipus de font d'alimentació, per això s'anomena aquest sistema actiu.

Implementar-lo a la pràctica no és tan fàcil com sembla. Es tracta de la naturalesa mateixa del so. Generar un senyal en antifase és una tasca difícil: s'ha de completar amb rapidesa i precisió. Ràpid, perquè el soroll pot canviar, per exemple, en una cafeteria, o les tasses piquen als plats, o algú està sent felicitat pel seu aniversari, és a dir, un fons sonor inconstante i cal adaptar-s'hi. Exactament, perquè la desviació entre fase i antifase pot provocar una distorsió desagradable.

És per això que la cancel·lació activa del soroll és millor per fer front a sons monòtons de baixa freqüència com el brunzit dels motors d'avions o la ventilació. Tenen una amplitud més o menys constant, i la longitud d'ona a baixes freqüències és força gran i perdona certa discrepància de senyal en fase i antifase. En el cas d'una cafeteria, la base del soroll es crea amb sons de freqüència mitjana i alta, per als quals la longitud d'ona és molt més curta i l'amplitud canvia més bruscament: tenen requisits més elevats per a un senyal antifàsica.

Els sistemes moderns de cancel·lació activa de soroll encara no tenen prou potència de càlcul per silenciar les converses dels desconeguts i el sobtat sobtat. Però gestionen bé el soroll de fons monòton.

Com funciona la cancel·lació passiva del soroll

A més de la cancel·lació activa del soroll, també hi ha una cancel·lació passiva. Es pot dir que això és insonorització: et poses els auriculars, i tot el que hi ha al voltant s'apaga. No requereix electricitat i només depèn de com s'ajusti el dispositiu a les orelles i al cap. Si hi ha algun buit, s'escoltarà el soroll.

És per això que els auriculars intra-orella vénen amb diversos parells d'auriculars, de diferents mides: les orelles de cadascú són diferents i, de vegades, no és fàcil trobar els coixinets perfectes. Si no s'asseuen molt fermament, el gadget no proporcionarà el nivell adequat d'aïllament acústic.

Però els broquets perfectament combinats amortitzen eficaçment exactament el soroll que la cancel·lació activa del soroll no pot suportar: freqüències mitjanes i altes, sons aguts i sobtats. Perquè aquest circuit no es basa en la velocitat de l'electrònica, sinó que simplement amaga tot el que l'envolta, encara que no per a un silenci complet.

La cancel·lació passiva del soroll també té un paper important en els auriculars de mida completa amb tasses grans. Com més apretades els coixinets de les orelles contra el teu cap, menys soroll escoltaràs i menys gent que estigui a prop sabrà de la teva música. Però si podeu canviar els accessoris inadequats per als auriculars intraorella, no es pot fer res amb els de mida completa que no encaixen bé al cap.

I, de totes maneres, no es pot aconseguir un silenci perfecte amb un gadget així. La raó rau de nou en la naturalesa del so i en els materials. El so es propaga allà on hi ha un mitjà. Els obstacles físics poden impedir-lo, així que simplement pots tapar-te les orelles amb les mans i ofegar el món que ens envolta.

Tanmateix, per aconseguir un aïllament acústic complet, s'han d'utilitzar materials especials d'absorció de so.

Recordeu els grans auriculars de construcció que es fan servir per protegir-se dels sons durs com un martell neumàtic? No hi ha cap farcit electrònic: simplement cobreixen les orelles, creant una barrera física per al soroll i alliberant les mans. Al mateix temps, encara no donen un silenci complet: el martell neumàtic és audible, encara que avorrit.

Per obtenir el màxim aïllament del so en aquests auriculars, cal afegir més material absorbent, que els farà notablement més pesats i voluminosos. Ara imagineu-vos que haureu de connectar tota l'electrònica necessària als auriculars que ja estan guanyant pes. El model es farà molt pesat.

Per descomptat, els fabricants estan millorant tant els materials amb què estan fets els auriculars com el seu farciment electrònic, però encara estan lluny de crear un silenci ideal. Ara estan intentant trobar un equilibri entre la comoditat d'ús i l'eficiència de les funcions ofertes.

Què afecta la qualitat de la reducció del soroll

Hi ha moltes empreses al mercat que ofereixen auriculars amb cancel·lació activa de soroll, però com saps qui té el millor?

Podeu fer una ullada a les característiques. Per exemple, com més micròfons treballin en el sistema de reducció de soroll, més precisa es llegirà el nivell de hum ambient i més correctament es construirà el senyal antifàsica. Com més potent i modern sigui el processador, més ràpid respondrà el sistema als canvis en el soroll del voltant. En teoria.

Algunes empreses fins i tot ofereixen algorismes personalitzats de reducció de soroll, com ara Sony, Bose, Samsung, Apple. Els auriculars equipats amb aquests sistemes, a més dels micròfons que escolten el soroll fora del dispositiu, també tenen micròfons que recullen el soroll a l'interior.

Durant el calibratge, els auriculars reprodueixen els senyals de prova i els mateixos micròfons interns llegeixen la resposta. A partir dels resultats del calibratge, l'algoritme de reducció de soroll corregeix el seu treball: ara s'ajusta a la geometria de les orelles i el cap concrets.

L'aïllament acústic passiu també afecta el funcionament del sistema actiu de reducció de soroll. Si els auriculars estan solts i passen pel soroll, el senyal antifàsica no funcionarà tan eficaçment. La majoria dels auriculars actius amb cancel·lació de soroll de mida completa inclouen coixins grans i suaus que abracen les corbes del cap per a un màxim aïllament del so.

Com no caure en els trucs dels venedors

El problema dels auriculars amb cancel·lació de soroll és que les empreses menteixen: en els anuncis publicitaris, quan la cancel·lació de soroll està activada, la festa es substitueix per un silenci sonor, el lloc de les rodes del tren que batega és ocupat per prats alpins tranquils i el nadó cridant. el següent seient es dissol en la boira.

Però a causa de la física del procés de reducció del soroll en si, no és realista aconseguir aquest efecte. Inicialment, per cert, l'empresa Bose va anomenar honestament els seus auriculars Noise-Reducing - "reducció de soroll", però després, com altres, va canviar al terme Noise-Canceling - "noise cancelling".

Com a resultat, els usuaris, amb l'esperança de silenci, baixen amb aquests auriculars al metro, activen la cancel·lació de soroll… L'udol del vent al túnel desapareix, però els estudiants que parlen de passar la sessió amb l'angoixa d'Stanislavski no ho fan.. I es pot escoltar com algú tossia a prop. Sortida, però encara audible.

On són el meu silenci promès, els prats i la frescor alpina? En somnis. Perquè la tecnologia encara no ha arribat a aquest nivell.

Al mateix temps, als materials de màrqueting, als desenvolupadors els agrada molt presumir del fet que el seu sistema proporciona una reducció de soroll, per exemple, fins a -15 dB. El primer que ens fixem és la paraula "abans". La segona és que no s'especifica en quines condicions es poden aconseguir aquests −15 dB. És a dir, hi ha algunes xifres, però com comparar-les amb la realitat no està molt clara.

Un altre truc és la substitució de conceptes. Succeeix que a la descripció dels auriculars, la cancel·lació de soroll és un sistema que esmorteeix el soroll durant la transmissió de veu durant les trucades. És a dir, el teu interlocutor t'escolta amb més claredat. Però no afecta la supressió del soroll extern quan s'escolta música.

Quina és la línia de fons

No existeix la tecnologia de cancel·lació de soroll en la forma en què la presenten els departaments de publicitat dels fabricants d'auriculars. A més, l'efecte és individual i depèn dels paràmetres físics d'un oient concret. Per a alguns, els auriculars de mida completa proporcionen un aïllament de so passiu adequat perquè la cancel·lació activa del soroll funcioni bé. I en una altra persona, per exemple, a causa d'una estructura diferent dels pòmuls, els auriculars no s'ajustaran tan bé i l'algorisme serà ineficaç. Així que tot s'ha de provar.

Els models amb cancel·lació activa de soroll són adequats per a aquells que viatgen molt en transport: en autobusos, trens i avions. La característica principal d'aquests auriculars és la capacitat d'atenuar el monòton brunzit de baixa freqüència, i és ell qui acompanya més sovint en els viatges. Es diferencien en la cancel·lació activa de soroll d'alta qualitat, per exemple:

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

Aquells que intenten fugir d'oficines i llars sorollosos haurien de prestar especial atenció a l'ajust dels auriculars i buscar models que s'ajustin el més possible al cap o al canal auditiu. Aquests auriculars redueixen el nivell de tot el soroll al voltant, incloses les veus. Però no els pots triar segons els consells: cal provar-los.

Si us trobeu amb un model que s'ajusta perfectament i que inclou la cancel·lació activa del soroll, podeu alegrar-vos: obtindreu el millor dels dos mons. Però encara no pots aconseguir un silenci perfecte.