نویز کنسلینگ فعال چیست و چگونه کار می‌کند؟

معمولا تعریفی که همه‌ی ما از بهترین هدفون موجود در بازار داریم، هدفونی است که بتواند هنگام گوش‌دادن به موسیقی یا تماشای فیلم، ما را از دنیای بیرون جدا و در فضای حاکم بر آن موسیقی یا فیلم غرق کند.

شرایطی را فرض کنید که تصمیم گرفته‌اید در یکی از عصرهای پاییزی کمی قدم بزنید و با گوش‌دادن به موسیقی دلخواهتان در افکار خود غرق شوید. اگر قرار باشد هر چند ثانیه یک‌ بار با صدای مکالمه‌ی عابران یا موتور‌سیکلت‌ها حواستان پرت شود، این تجربه‌ی پیاده‌روی می‌تواند به تجربه‌ای ناخوشایند تبدیل و بیشتر باعث آزارتان شود.

در گذشته برای جلوگیری از این اتفاق، باید با صدای خیلی بلند به موسیقی گوش می‌دادید که این کار ممکن بود به گوشتان آسیب برساند. امروزه، اگر بخواهید با صدای متوسط به موسیقی گوش دهید، باید از هدفون‌ها یا ایربادز‌هایی با تکنولوژی حذف نویز فعال موجود در بازار استفاده کنید تا تجربه‌ی موسیقایی بهتری کسب کنید. حال، حذف نویز فعال چیست و فناوری حذف نویز فعال چگونه کار می‌کند؟

به‌طور‌کلی، دو نوع فناوری حذف نویز داریم:

• فعال (Active)
• غیرفعال (Passive)

در هدفون‌هایی که به‌صورت غیرفعال از ورود صداهای محیط به داخل گوشی هدفون جلوگیری می‌کنند، قطعات الکترونیکی برای تشخیص صداهای مزاحم محیطی و حذف آن‌ها وجود ندارد و از موادی مانند فوم فشرده استفاده می‌کنند که خاصیت جذب امواج صوتی را دارند. این مواد علاوه‌بر‌اینکه باعث افزایش وزن هدفون‌ها می‌شوند، نمی‌توانند به‌اندازه‌ی هدفون‌های مجهز به قابلیت حذف نویز فعال صدای محیط بیرون را حذف کنند.

حذف نویز فعال اجازه‌ی ورود صداهای دنیای بیرون را به هدفون شما نمی‌دهد و برای شما این امکان را فراهم می‌کند تا بدون مزاحمت در موسیقی دلخواهتان غرق شوید یا راحت‌تر خود را در فضای حاکم بر فیلم‌ها تجسم کنید. فناوری‌های مختلفی در هدفون‌های مجهز به قابلیت حذف نویز فعال به‌کار رفته‌ است؛ اما نکته‌ای کلی در همه‌ی آن‌ها مشترک است: هنگامی که فناوری حذف نویز فعال صدای ورودی را تشخیص می‌دهد، بلندگوی حذف نویز برای خنثی‌کردن آن، موج سینوسی معکوس همان صدا را منتشر می‌کند. انجام این فرایند بی‌صدا است و باعث خواهد شد تا صدای مزاحم محیط کاملا حذف شود و تمرکز شما روی صدای پخش‌شده از هدفون باقی بماند.

با داغ‌شدن بازار استفاده از هدفون‌ها و ایربادزها، فناوری حذف نویز فعال مورد‌توجه بسیاری از مردم قرار گرفت؛ اما این تکنولوژی قدمت بیشتری دارد. لارنس جی. فوگل در اوایل دهه‌ی ۱۹۵۰ سیستم‌هایی برای حذف نویز در کابین خلبان‌های هلیکوپتر و هواپیما ثبت کرد و سپس شخصی به نام ویلارد میکر در سال ۱۹۵۷ (۱۳۳۶) مدلی کاربردی از کنترل نویز فعال را ساخت که روی گوش‌بندی محیطی اعمال می‌شد.

اولین هدفون با قابلیت حذف نویز فعال

در اواخر دهه‌ی ۱۹۸۰ (۱۳۵۹)، اولین هدست کاهش نویز فعال تجاری در هدست‌های خلبانان پیاده‌سازی شد که از باتری‌های قابل‌شارژ نیکل‌کادمیم یا مستقیما از سیستم برق هواپیما تغذیه می‌شدند.

عایق‌سازی نویز یا همان حذف صدای غیرفعال به عمل مسدود‌کردن نویز به‌کمک موانع فیزیکی گفته می‌شود. همان‌طور‌که وقتی گوش‌های خود را با کف دست می‌پوشانیم، صدای کمتری می‌شنویم، عایق صدا در هدفون‌ها نیز به‌کمک پد‌های فومی مانعی برای ورود سروصدای مزاحم به گوش فراهم می‌کند.

جداسازی نویز در این روش به برق یا باتری نیازی ندارد؛ اما برای جداسازی موفقیت‌آمیز نویز، کیفیت سخت‌افزار به‌کار‌رفته در هدفون‌ها یا ایربادز‌ها و اندازه‌ی درست و قرارگیری مناسب پدها در گوش اهمیت زیادی دارد.

هدف هر دوِ این فناوری‌ها یکی است؛ اما کیفیت خروجی آن‌ها متفاوت است. در‌مقابل، فناوری حذف نویز فعال ویژگی قدرتمندی است که از باتری هدفون یا ایربادز برای ایجاد موج سینوسی مخالف صدای مزاحم بیرون استفاده می‌کند. بسته به فناوری حذف نویز فعال به‌کار‌رفته در هر هدفون یا ایربادز، مقدار باتری مصرفی این دستگا‌ه‌ها متفاوت است.

هنگامی که دو فرکانس هم‌فاز با یکدیگر برخورد می‌کنند، انرژی آن‌ها با یکدیگر ترکیب و موج قوی‌تری تولید می‌شود؛ اما اگر دو موج در دو فاز مخالف با‌هم برخورد کنند، هر‌کدام انرژی بیشتری داشته باشد، بر دیگری غلبه می‌کند.

در شرایطی که انرژی هر دو موج یکسان و فاز آن‌ها مخالف هم باشد، همدیگر را خنثی می‌کنند. در‌واقع، این مفهوم اساس کار فناوری حذف نویز فعال است. در هدفون‌ها یا ایربادز‌های مجهز به فناوری حذف نویز فعال، تراشه‌ای متصل به دو یا چند میکروفون وجود دارد که به صداهای محیط گوش می‌دهند.

در این تکنیک، میکروفون‌ها صدای محیط را برای پردازش به تراشه‌ی حذف نویز فعال منتقل می‌کنند. با‌‌‌توجه‌‌‌به اینکه این میکروفون‌ها در قسمت بیرونی هدفون یا ایربادز قرار دارند، معمولا صدای محیط را چند لحظه قبل از شنونده دریافت می‌کنند و زمان لازم را برای واکنش دقیق به نویز دارند. تکنیک Feedforward توانایی تجزیه‌وتحلیل و تصحیح فرکانس حذف نویز ایجادشده را ندارند و تنها می‌توانند طیف محدودی از فرکانس‌های مزاحم را حذف کنند.

در این تکنیک نیز، میکروفون‌ها صدای مزاحم بیرون را برای پردازش به تراشه‌‌ی حذف نویز فعال ارسال می‌کنند، با این تفاوت که در تکنیک Feedback میکروفون‌ها در قسمت داخلی هدفون یا ایربادز قرار دارند و می‌توانند صدای ورودی و خروجی را تطبیق و تجزیه‌و‌تحلیل کنند.

تکنیک حذف نویز فعال Feedback، بازه‌ی فرکانسی بیشتری را پوشش می‌دهد و تنها در برخی فرکانس‌های خاص درست عمل نمی‌کند. علاوه‌بر‌این، به‌دلیل داخلی‌بودن میکروفون‌های تحلیل صدای محیط و نزدیک‌بودن آن‌ها به گوش کاربر، این میکروفون‌ها توانایی فیلتر صداهایی ورودی دلخواه از صداهای مزاحم بیرونی را نیز دارند.

این تکنیک همان‌طور‌که از نامش پیدا است، ترکیبی از دو روش قبلی است. در حذف نویز فعال ترکیبی،‌ از دو تکنیک Forwardback و Feedback هم‌زمان برای حذف نویز استفاده می‌شود. در این تکنیک، چندین میکروفون در قسمت‌های مختلف هدفون یا ایربادز قرار دارند که تفاوت صدای محیط بیرون را به‌خوبی از صدای موسیقی دلخواه تشخیص می‌دهند و خروجی شفافی برای شنونده ارائه می‌کنند.

بعد از بررسی نحوه‌ی عملکرد این فناوری، در‌ادامه با انواع و تنظیمات مختلف حذف نویز فعال آشنا می‌شویم:

• حذف نویز فعال تطبیقی: قرار‌گرفتن درست و مُهر‌و‌موم‌شده‌ی سری سیلیکونی هدفون‌ یا ایربادز آن‌چنان نقش مهمی ایفا نمی‌کند و تفاوتی ندارد که در حال سفر با قطار باشید یا رانندگی در خیابانی شلوغ؛ چراکه حذف نویز فعال به‌طور خودکار با محیط اطراف شما تنظیم می‌شود.
• حذف نویز فعال قابل‌تنظیم: حذف نویز فعال قابل‌تنظیم به شما این امکان را می‌دهد تا سطح حذف نویز محیط اطراف را به‌صورت دستی (manual) و مطابق سلیقه‌تان تنظیم کنید.
• غیرفعال‌کردن قابلیت حذف نویز: حالت شفافیت حذف نویز فعال امکان عبور صدای محیط را برای کاربر فراهم می‌کند.

در برخی از هدفون‌ها یا ایربادز‌ها، فعال یا غیرفعال کردن این قابلیت با عنوان صدای محیط (Ambient sound) برای کاربران فراهم شده است.

امروزه، بسیاری از هدفون‌ها و ایربادز‌های موجود در بازار به فناوری حذف نویز فعال مجهز هستند؛ اما باید توجه کنید که تنها یک بار استفاده از این فناوری باعث خواهد شد تا دیگر هدفون‌های معمولی برایتان جذابیتی نداشته باشد.

حتی زمانی که نمی‌خواهید به موسیقی گوش کنید، می‌توانید برای کاهش درخورتوجه صداهای آزاردهنده محیط این هدفون‌ها یا ایربادز‌ها را روی گوش خود قرار دهید و از آسیب احتمالی به گوش‌هایتان جلوگیری کنید.

شما کاربران زومیت تا‌به‌حال استفاده از هدفون یا ایربادز مجهز به قابلیت حذف نویز فعال را تجربه کرده‌اید؟ کیفیت صدای ورودی را چگونه ارزیابی می‌کنید؟