Como funcionam os fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo?

Quase todos os bons fones de ouvido sem fio e os melhores fones de ouvido sem fio vêm com cancelamento de ruído ativo (ANC). Isso é uma coisa boa. O mundo ao nosso redor é um lugar barulhento e às vezes você precisa abafá-lo. Onde quer que você use esses fones de ouvido ou fones de ouvido, seja em casa, no trabalho, na cidade ou no transporte público, sua experiência de audição será melhor se menos som externo entrar em sua cabeça. O ANC ajuda a conseguir isso. Com o pressionar de um botão, os fones de ouvido ANC abafam o ruído de entrada, permitindo que você aproveite melhor os sons que deseja ouvir. Quando é eficaz, é incrível. Diminuir o ruído ambiente ao seu redor como se você ajustasse o volume da mídia é uma experiência incrível. Mas a maneira como funciona é ainda mais selvagem.

O que é som, exatamente?

Antes de entrarmos em como pequenos dispositivos intra-auriculares como o Bose QuietComfort Earbuds II podem abafar o rugido dos motores a jato, aqui está algum contexto. O que muitos de nós experimentamos como som é o produto de mudanças na pressão do ar.

Nossos tímpanos são membranas finas dentro de nossos ouvidos que detectam ondas de mudança na pressão do ar, que os fazem vibrar. Essas vibrações então viajam por alguns ossos delicados em nossas cabeças para finalmente alcançar uma parte do cérebro chamada córtex auditivo, que as interpreta como o que percebemos como som. (Os fones de ouvido de condução óssea cortam todo o ar em movimento, enviando vibrações diretamente pelo seu crânio.)

Essas mudanças de pressão também são o motivo pelo qual podemos sentir sons especialmente altos ou graves, como fogos de artifício ou música em um show. Sons altos deslocam muito ar em um curto período, às vezes o suficiente para sentir as reverberações em outras partes do corpo além dos ouvidos.

Você pode ter visto ondas sonoras ilustradas como formas de onda. O eixo Y nestes gráficos ondulados representa uma onda sonora amplitude. Neste contexto, pode ser visto como uma medida de quanto ar é deslocado. Mais ar deslocado significa sons mais altos e ondas mais altas no gráfico. A distância entre os picos no eixo X é a distância de um som Comprimento de onda. Sons agudos têm comprimentos de onda curtos; sons baixos têm sons longos.

Como funcionam os fones de ouvido com cancelamento de ruído: Anti-ruído

Fones de ouvido com cancelamento de ruído usam microfones embutidos para ouvir o som em seu ambiente. Os processadores dentro dos fones de ouvido analisam o som recebido e criam anti-ruído que é tocada para neutralizar o ruído, para que você não o ouça.

Isso pode soar como ficção científica, mas considere a forma de onda do som. O eixo Y, amplitude, representa tecnicamente a compressão e descompressão das moléculas de ar. Os pontos acima do eixo X representam a compressão e os pontos abaixo representam a descompressão.

O anti-ruído tem o mesmo comprimento de onda que a onda sonora alvo, mas sua amplitude é Estágio está invertido. Suas formas de onda são como imagens espelhadas umas das outras. Isso significa que quando a onda sonora do ruído causa pressão de ar negativa, a onda sonora do anti-ruído causa pressão de ar positiva (e vice-versa). Isso resulta, idealmente, em um silêncio feliz para o usuário do fone de ouvido ANC.

Os limites do cancelamento de ruído ativo

Há limites para o que o ANC pode fazer. Se você já usou fones de ouvido ou fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo, provavelmente notou que, embora sejam ótimos para abafar os tipos de ruído constante e de baixa frequência que você pode ouvir em um avião, eles normalmente lutam contra a música de outras pessoas ou o barulho de uma cafeteria.

Embora um som consistente e profundo seja relativamente fácil de prever e neutralizar com o anti-ruído apropriado, é mais difícil reagir a um ruído de fundo irregular e orgânico em tempo real. Se o som ambiente ao seu redor for imprevisível, seus fones de ouvido ANC também não conseguirão abafá-lo.

Mesmo o som uniforme de alta frequência é mais difícil de combater do que o som de baixa frequência. Como a distância física entre cada onda sonora discreta é menor em sons de alta frequência do que em sons graves de baixa frequência, fatores como a distância entre os microfones e os drivers de seus fones de ouvido, bem como a distância entre esses drivers e seus tímpanos, tornam-se mais importante na formulação de anti-ruído eficaz, pois o ruído-alvo aumenta em frequência. O resultado é que o ANC fica progressivamente menos eficaz quanto o ruído ambiente mais agudo e, além de um certo ponto, os fones de ouvido não conseguem acompanhar.

O cancelamento de ruído ativo também é geralmente mais eficaz em fones de ouvido do que nos fones de ouvido. Isso ocorre porque os fones de ouvido fornecem melhor passiva cancelamento de ruído do que os fones de ouvido. Fones de ouvido com fones de ouvido volumosos impedem que mais som entre em seus ouvidos, bloqueando fisicamente mais ondas sonoras do que fones de ouvido minúsculos. Qualquer que seja o fator de forma que você preferir, garantir uma boa vedação é crucial para o desempenho do ANC.

Atrás da cortina do ANC

Esperamos que isso tenha ajudado a desmistificar os fones de ouvido com cancelamento de ruído para você! Agora você pode ficar livre para bloquear o mundo ao seu redor. Para obter mais explicações sobre coisas tecnológicas, cobrimos a complexidade do pixel binning na fotografia móvel e alguns detalhes interessantes sobre o promissor padrão doméstico inteligente Matter.