V roce 1978 se americká vláda obrátila na audio společnost s neobvyklým návrhem: vyvinout speciální technologii, která by pilotům letadel a astronautům NASA umožnila bezproblémovou komunikaci s pozemním personálem a dalšími piloty, aniž by v pozadí slyšeli hlasitý řev trysek nebo letadel. raketové motory. Výsledný vývoj našel uplatnění nejen v letectví a kosmonautice; Od roku 1986 se začal používat ve vojenských náhlavních soupravách a poté ve spotřebních výrobcích.
Dnes se tato technologie, známá jako potlačení hluku, používá v různých sluchátkách v různých provedeních. Díky němu mohou lidé poslouchat hudbu, podcasty a další obsah, aniž by je rozptylovaly cizí zvuky nebo nežádoucí vnější hluk.
Možnosti zvukových vln
I běžná sluchátka do určité míry snižují hladinu vnějšího hluku, ale absolutního zablokování u takových zařízení lze dosáhnout pouze úplným zakrytím uší. Pro lepší pochopení procesu zachycování a filtrování zvuků, který je pro technologii potlačení hluku klíčový, je nutné nejprve pochopit, jak zvukové vlny fungují a jak se přenášejí do ucha.
Zvukové vlny jsou vytvářeny mechanickými vibracemi, které se šíří prostorem a jsou zachycovány uchem. Jak víte, ve vesmíru neslyšíme zvuk a důvodem je nedostatek vzduchu, který slouží jako médium pro šíření zvukových vln, když mluvíme.
Mechanismy redukce šumu využívají jedinečné vlastnosti zvukových vln a média, kterým se šíří. Existují dva přístupy: první se nazývá Active Noise Canceling (ANC), kdy zařízení vytváří vlastní zvukové vlny, podobné vnějšímu hluku, kompenzující nežádoucí zvuky. Druhým přístupem je pasivní potlačení hluku (PNC) – sluchátka blokují vnější hluk pronikání do ucha tím, že omezují prostředí, kterým se zvukové vlny šíří a jsou dodávány.
Předpokládá se, že nejúčinnějším nástrojem pro řezání diamantu je jiný diamant. Stejně tak zvukové vlny mohou být kompenzovány nebo dokonce zcela potlačeny jinými zvukovými vlnami. Stejně jako mořské vlny mají i zvukové vlny vrcholy (nejvyšší bod) a prohlubně (nejnižší bod). Když zvukové vlny se stejnou vzdáleností mezi vrcholy a prohlubněmi přicházejí z různých směrů a vzájemně se srazí, odpovídající vrcholy a prohlubně se srazí, což způsobí, že výsledná zvuková vlna prakticky zmizí.
Systémy aktivního potlačení hluku využívají tento princip rušení k potlačení nežádoucích zvuků dříve, než se dostanou do vašich uší. Zvuky zvenčí jsou shromažďovány přes mikrofon směřující ven umístěný uvnitř sluchátka. Zařízení používá vlastní obvody k analýze těchto zvuků a poté je reprodukuje za účelem vytvoření zvukových vln, které jsou podobné vnějšímu šumu, ale jsou převrácené, mimo fázi. Prostřednictvím tohoto procesu sluchátka ruší nežádoucí zvukové vlny dříve, než se dostanou do vašich uší.
Protože systémy aktivního potlačení hluku využívají shromážděný zvuk a reagují na něj na základě analýzy tohoto vnějšího hluku, proces potlačení hluku probíhá nepřetržitě a nepřetržitě. Pokud sluchátka zachytí zvuk podobný hluku, který dříve analyzovaly, ve správný čas se vygeneruje „zrcadlená“ vlna, která eliminuje nežádoucí šum. To je důvod, proč je tato technologie kompenzace hluku velmi účinná na místech, kde je neustálý hluk na pozadí, jako například v letadle nebo v rušném metru. Na druhou stranu systémy aktivního potlačení hluku mohou být méně účinné v případech, kdy jsou vnější zvuky náhodné a obtížněji předvídatelné.
Systémy aktivního potlačení hluku jsou efektivnější při potlačování nízko položených zvuků než vysokých zvuků. Systému chvíli trvá analýza vnějšího hluku a toto potenciální časové zpoždění může ovlivnit, jak dobře kompenzuje vnější zvuk a kolik externího hluku uživatel uslyší. Jinými slovy, nežádoucí vnější zvuky se mohou objevit rychleji, než je systém potlačení hluku dokáže potlačit. V případě basů, tedy nízkofrekvenčních zvuků, které mají relativně dlouhou vlnovou délku, je mezera mezi hřebenem a korytem také velká, takže mírné zpoždění offsetového času neovlivní kvalitu redukce šumu. Vysoké zvuky s krátkou vlnovou délkou však mají kratší mezeru mezi špičkou a minimem, což znamená, že i malé zpoždění může znesnadnit aktivnímu systému potlačení hluku správné přizpůsobení signálů, což má za následek snížený výkon potlačení šumu.
Pasivní potlačení hluku
Když slyšíme zvuk, který je nám nepříjemný, ve většině případů si zakryjeme uši rukama, protože je to nejjednodušší způsob, jak hluk přehlušit. Zvukové vlny se dostávají do uší vzduchem a zvuk nemůže správně proniknout do ucha, pokud jsou v jeho cestě překážky. To také vysvětluje, proč je obtížné mluvit pod vodou, protože působí jako překážka mezi zdrojem zvuku a ušima člověka.
V podstatě takto funguje pasivní redukce hluku. Sluchátka s pasivním potlačením hluku jsou navržena tak, aby fyzicky blokovala hluk blokováním ucha od okolního prostředí nebo použitím porézního materiálu, který zvuk pohlcuje. Sluchátka, která pokrývají celé ucho a sluchátka do uší, která pokrývají celý vchod do ucha, jsou jedny z nejlepších příkladů technologie pasivního potlačení hluku.
Na rozdíl od systémů aktivního potlačení hluku, které vyžadují mikrofony a obvody, které analyzují zvukové vlny k potlačení nežádoucího šumu, lze sluchátka s pasivním potlačením hluku vyrobit poměrně snadno, takže jsou levnější než zařízení s aktivním potlačením hluku. A co víc, pokud pasivní sluchátka s potlačením hluku dokonale padnou tvaru vašeho ucha, dokážou téměř úplně odblokovat vnější hluk, díky čemuž jsou v praxi účinnější. Jelikož se však tyto modely vkládají přímo do zvukovodu, některým uživatelům je používání těchto sluchátek nepříjemné.
Bezpečnost nejprve
V konečném důsledku, pokud jde o odstranění nežádoucích zvuků a hluku, nezáleží jen na zvoleném způsobu potlačení hluku, ale také na tvaru samotných sluchátek. Až dosud byla většina sluchátek s potlačením hluku kanálového typu, protože tento tvar přináší zvuk přímo do ucha ve srovnání se sluchátky s otevřenými zády, která nechávají kolem ucha více místa, a proto jsou při potlačování hluku méně účinná. Otevřená sluchátka byla zřídkakdy vybavena technologií potlačení hluku, ale s uvedením Galaxy Buds Live společnost Samsung rozšířila uživatelský zážitek tím, že do bezdrátových sluchátek s otevřenými zády přinesla technologii Active Noise Canceling (ANC).
Technologie potlačení hluku vám sice mohou pomoci ponořit se do hudby nebo se lépe soustředit na audioknihu, ale mohou být také nebezpečné, pokud zcela izolují vše, co se kolem vás děje. Při nošení sluchátek s potlačením hluku je obtížné rozpoznat nebezpečnou situaci, protože taková zařízení blokují všechny okolní zvuky. Hlasitost uvnitř sluchátek může dosahovat 70-80 dB SPL 1, což je srovnatelné s akustickým tlakem klaksonu auta, ale jelikož je zvuk ze sluchátek mnohem blíže uživateli, nemusí prostě slyšet vnější hluk. Kromě toho použití technologie aktivního potlačení hluku dále snižuje vnější hluk přibližně o 30 dB a zároveň udržuje zvuk sluchátek na 70 až 80 dB SPL, což dále komplikuje naši schopnost detekovat nebezpečí sluchem.
Při poslechu hudby pomocí sluchátek s potlačením hluku by uživatelé měli dbát na vlastní bezpečnost. Pro vnitřní poslech jsou vynikající volbou sluchátka s účinným potlačením hluku. Při outdoorových aktivitách, jako je běhání, byste si však měli vždy dávat pozor na své okolí a volit sluchátka s přiměřenou úrovní potlačení hluku, abyste si byli vědomi svého okolí.
Galaxy Buds Live je vybavena funkcí Active Noise Cancellation (ANC) pro sluchátka s otevřenými zády, která vám umožní ztlumit rušivé zvuky, jako jsou projíždějící auta a hlasité spotřebiče, a přitom zachovat zřetelně slyšitelná důležitá oznámení a konverzace.
1 Decibel (dB) je zpočátku relativní jednotka měření, která představuje rozdíl mezi úrovní základního měření a porovnávanou hodnotou. V kontextu zvuku je hodnota 0 dB definována jako nejnižší hladina zvuku, kterou může člověk slyšet, a používá se jako absolutní míra (dB spl = dB + hladina akustického tlaku („spl“)). Jinými slovy, dB lze použít jak pro vyjádření rozdílu mezi hlasitostí mluvících lidí a hlasitostí klaksonu auta, tak pro vyjádření absolutní hlasitosti klaksonu auta, ale v druhém případě je označení „spl“ jednoduše vynechán.
V roce 1978 se americká vláda obrátila na audio společnost s neobvyklým návrhem: vyvinout speciální technologii, která by pilotům letadel a astronautům NASA umožnila bezproblémovou komunikaci s pozemním personálem a dalšími piloty, aniž by v pozadí slyšeli hlasitý řev trysek nebo letadel. raketové motory. Výsledný vývoj našel uplatnění nejen v letectví a kosmonautice; Od roku 1986 se začal používat ve vojenských náhlavních soupravách a poté ve spotřebních výrobcích.
Dnes se tato technologie, známá jako potlačení hluku, používá v různých sluchátkách v různých provedeních. Díky němu mohou lidé poslouchat hudbu, podcasty a další obsah, aniž by je rozptylovaly cizí zvuky nebo nežádoucí vnější hluk.
Možnosti zvukových vln
I běžná sluchátka do určité míry snižují hladinu vnějšího hluku, ale absolutního zablokování u takových zařízení lze dosáhnout pouze úplným zakrytím uší. Pro lepší pochopení procesu zachycování a filtrování zvuků, který je pro technologii potlačení hluku klíčový, je nutné nejprve pochopit, jak zvukové vlny fungují a jak se přenášejí do ucha.
Zvukové vlny jsou vytvářeny mechanickými vibracemi, které se šíří prostorem a jsou zachycovány uchem. Jak víte, ve vesmíru neslyšíme zvuk a důvodem je nedostatek vzduchu, který slouží jako médium pro šíření zvukových vln, když mluvíme.
Mechanismy redukce šumu využívají jedinečné vlastnosti zvukových vln a média, kterým se šíří. Existují dva přístupy: první se nazývá Active Noise Canceling (ANC), kdy zařízení vytváří vlastní zvukové vlny, podobné vnějšímu hluku, kompenzující nežádoucí zvuky. Druhým přístupem je pasivní potlačení hluku (PNC) – sluchátka blokují vnější hluk pronikání do ucha tím, že omezují prostředí, kterým se zvukové vlny šíří a jsou dodávány.
Předpokládá se, že nejúčinnějším nástrojem pro řezání diamantu je jiný diamant. Stejně tak zvukové vlny mohou být kompenzovány nebo dokonce zcela potlačeny jinými zvukovými vlnami. Stejně jako mořské vlny mají i zvukové vlny vrcholy (nejvyšší bod) a prohlubně (nejnižší bod). Když zvukové vlny se stejnou vzdáleností mezi vrcholy a prohlubněmi přicházejí z různých směrů a vzájemně se srazí, odpovídající vrcholy a prohlubně se srazí, což způsobí, že výsledná zvuková vlna prakticky zmizí.
Systémy aktivního potlačení hluku využívají tento princip rušení k potlačení nežádoucích zvuků dříve, než se dostanou do vašich uší. Zvuky zvenčí jsou shromažďovány přes mikrofon směřující ven umístěný uvnitř sluchátka. Zařízení používá vlastní obvody k analýze těchto zvuků a poté je reprodukuje za účelem vytvoření zvukových vln, které jsou podobné vnějšímu šumu, ale jsou převrácené, mimo fázi. Prostřednictvím tohoto procesu sluchátka ruší nežádoucí zvukové vlny dříve, než se dostanou do vašich uší.
Protože systémy aktivního potlačení hluku využívají shromážděný zvuk a reagují na něj na základě analýzy tohoto vnějšího hluku, proces potlačení hluku probíhá nepřetržitě a nepřetržitě. Pokud sluchátka zachytí zvuk podobný hluku, který dříve analyzovaly, ve správný čas se vygeneruje „zrcadlená“ vlna, která eliminuje nežádoucí šum. To je důvod, proč je tato technologie kompenzace hluku velmi účinná na místech, kde je neustálý hluk na pozadí, jako například v letadle nebo v rušném metru. Na druhou stranu systémy aktivního potlačení hluku mohou být méně účinné v případech, kdy jsou vnější zvuky náhodné a obtížněji předvídatelné.
Systémy aktivního potlačení hluku jsou efektivnější při potlačování nízko položených zvuků než vysokých zvuků. Systému chvíli trvá analýza vnějšího hluku a toto potenciální časové zpoždění může ovlivnit, jak dobře kompenzuje vnější zvuk a kolik externího hluku uživatel uslyší. Jinými slovy, nežádoucí vnější zvuky se mohou objevit rychleji, než je systém potlačení hluku dokáže potlačit. V případě basů, tedy nízkofrekvenčních zvuků, které mají relativně dlouhou vlnovou délku, je mezera mezi hřebenem a korytem také velká, takže mírné zpoždění offsetového času neovlivní kvalitu redukce šumu. Vysoké zvuky s krátkou vlnovou délkou však mají kratší mezeru mezi špičkou a minimem, což znamená, že i malé zpoždění může znesnadnit aktivnímu systému potlačení hluku správné přizpůsobení signálů, což má za následek snížený výkon potlačení šumu.
Pasivní potlačení hluku
Když slyšíme zvuk, který je nám nepříjemný, ve většině případů si zakryjeme uši rukama, protože je to nejjednodušší způsob, jak hluk přehlušit. Zvukové vlny se dostávají do uší vzduchem a zvuk nemůže správně proniknout do ucha, pokud jsou v jeho cestě překážky. To také vysvětluje, proč je obtížné mluvit pod vodou, protože působí jako překážka mezi zdrojem zvuku a ušima člověka.
V podstatě takto funguje pasivní redukce hluku. Sluchátka s pasivním potlačením hluku jsou navržena tak, aby fyzicky blokovala hluk blokováním ucha od okolního prostředí nebo použitím porézního materiálu, který zvuk pohlcuje. Sluchátka, která pokrývají celé ucho a sluchátka do uší, která pokrývají celý vchod do ucha, jsou jedny z nejlepších příkladů technologie pasivního potlačení hluku.
Na rozdíl od systémů aktivního potlačení hluku, které vyžadují mikrofony a obvody, které analyzují zvukové vlny k potlačení nežádoucího šumu, lze sluchátka s pasivním potlačením hluku vyrobit poměrně snadno, takže jsou levnější než zařízení s aktivním potlačením hluku. A co víc, pokud pasivní sluchátka s potlačením hluku dokonale padnou tvaru vašeho ucha, dokážou téměř úplně odblokovat vnější hluk, díky čemuž jsou v praxi účinnější. Jelikož se však tyto modely vkládají přímo do zvukovodu, některým uživatelům je používání těchto sluchátek nepříjemné.
Bezpečnost nejprve
V konečném důsledku, pokud jde o odstranění nežádoucích zvuků a hluku, nezáleží jen na zvoleném způsobu potlačení hluku, ale také na tvaru samotných sluchátek. Až dosud byla většina sluchátek s potlačením hluku kanálového typu, protože tento tvar přináší zvuk přímo do ucha ve srovnání se sluchátky s otevřenými zády, která nechávají kolem ucha více místa, a proto jsou při potlačování hluku méně účinná. Otevřená sluchátka byla zřídkakdy vybavena technologií potlačení hluku, ale s uvedením Galaxy Buds Live společnost Samsung rozšířila uživatelský zážitek tím, že do bezdrátových sluchátek s otevřenými zády přinesla technologii Active Noise Canceling (ANC).
Technologie potlačení hluku vám sice mohou pomoci ponořit se do hudby nebo se lépe soustředit na audioknihu, ale mohou být také nebezpečné, pokud zcela izolují vše, co se kolem vás děje. Při nošení sluchátek s potlačením hluku je obtížné rozpoznat nebezpečnou situaci, protože taková zařízení blokují všechny okolní zvuky. Hlasitost uvnitř sluchátek může dosahovat 70-80 dB SPL 1, což je srovnatelné s akustickým tlakem klaksonu auta, ale jelikož je zvuk ze sluchátek mnohem blíže uživateli, nemusí prostě slyšet vnější hluk. Kromě toho použití technologie aktivního potlačení hluku dále snižuje vnější hluk přibližně o 30 dB a zároveň udržuje zvuk sluchátek na 70 až 80 dB SPL, což dále komplikuje naši schopnost detekovat nebezpečí sluchem.
Při poslechu hudby pomocí sluchátek s potlačením hluku by uživatelé měli dbát na vlastní bezpečnost. Pro vnitřní poslech jsou vynikající volbou sluchátka s účinným potlačením hluku. Při outdoorových aktivitách, jako je běhání, byste si však měli vždy dávat pozor na své okolí a volit sluchátka s přiměřenou úrovní potlačení hluku, abyste si byli vědomi svého okolí.
Galaxy Buds Live je vybavena funkcí Active Noise Cancellation (ANC) pro sluchátka s otevřenými zády, která vám umožní ztlumit rušivé zvuky, jako jsou projíždějící auta a hlasité spotřebiče, a přitom zachovat zřetelně slyšitelná důležitá oznámení a konverzace.
1 Decibel (dB) je zpočátku relativní jednotka měření, která představuje rozdíl mezi úrovní základního měření a porovnávanou hodnotou. V kontextu zvuku je hodnota 0 dB definována jako nejnižší hladina zvuku, kterou může člověk slyšet, a používá se jako absolutní míra (dB spl = dB + hladina akustického tlaku („spl“)). Jinými slovy, dB lze použít jak pro vyjádření rozdílu mezi hlasitostí mluvících lidí a hlasitostí klaksonu auta, tak pro vyjádření absolutní hlasitosti klaksonu auta, ale v druhém případě je označení „spl“ jednoduše vynechán.
