فناوری نویز کنسلینگ چیست و چه کاربردی دارد؟

سال‌های زیادی است که موبایل‌ها و تلفن‌های هوشمند در زندگی انسان‌ها جای خود را باز کرده‌اند. در طی این سال‌ها فناوری‌ها و تکنولوژی‌های این تلفن‌ها و لوازم جانبی آنها روز به روز پیشرفت کرده،مثل انواع هدفون و هندزفری که یار همیشگی ما در مسافرت و محیط های شلوغ و پر سرو صدا است.کار کردن و تردد در محیط های شلوغ و پر سرو صدا باعث می‌شود تمرکز و بهره‌وری‌تان کاهش پیدا کند و در دراز مدت باعث می‌شود مشکلات شنوایی هم پیدا کنید.گوش دادن به موسیقی و یا انجام مکالمه های مهم در چنین محیط هایی بدون هدفون یا هندزفری بسیار دشوار است.در اواخر دهه 30 میللادی ، مهندسین هوا و فضا شروع به گسترش فناوری حذف صدای مزاحم محیط یا همان Noise Cancelling کردند.فناوری نویز کنسلینگ در هدفون‌های مخصوص خطوط هوایی و برج مراقبت فرودگاه‌ها کاربرد اساسی دارند.در ادامه به بررسی فناوری نویز کنسینگ می پردازیم:

فناوری نویز کنلینگ چیست ؟

قابلیت حذف نویز به زبان ساده یعنی حذف صداهای مزاحم اطراف شما، چه در هنگام صحبت کردن و چه در هنگام گوش دادن به موسیقی یا کتاب صورتی مورد علاقه‌تان.نویز کنسلینگ در دو مرحله صورت میگیرد ، در مرحله اول سعی میشود گوشی های هدفون و هندزفری طوری طراحی شود تا صداهای اطراف وارد گوش نشود و در مرحله بعد صداهای مزاحم رد شده از گوشی های هدفون توسط امواجی حذف میشود و مانع رسیدن صداهای مزاحم به گوش میشود.

انواع نویز کنسلینگ

هدفون‌ها و هندزفری هایی که از قابلیت حذف نویز پشتیبانی می‌کنند برای محیط‌های پر سر و صدا بسیار کاربردی هستند. فرض کنید در فضایی شلوغ نیاز به تمرکز دارید یا می‌خواهید صدای موسیقی واضح به گوشتان برسد، در چنین شرایطی قابلیت حذف نویز به کمک شما می‌آید. این قابلیت تمامی صداهای محیط را مسدود می‌کند و باعث می‌شود از شنیدن موسیقی لذت ببرید. همچنین هنگام مکالمه صدای طرف مقابل را به خوبی خواهید شنید و صدای شما هم بدون نویز به طرف مقابل ارسال خواهد شد. از طرفی می‎‌توانید تنها برای حذف صداهای محیط از این قابلیت بهره ببرید.نویز کنسلینگ دارای دو نوع فعال و غیر فعال است:

حذف نویز غیر فعال یا PNC

نویز کنسلینگ غیرفعال (Passive) که امروزه در بسیاری از هدفون‌ها و ایرپادها استفاده می‌شود، در واقع مربوط به طراحی ظاهری ویژه‌ای است که در محصول استفاده می‌شود و وقتی گوشی‌ها درون گوش قرار بگیرند، با ایجاد خلا و مسدود کردن راه‌های ورودی صدا به گوش باعث می‌شوند کم‌ترین میزان صدای اطراف وارد گوش شوند، اما این روش در محیط‌هایی که آلودگی صوتی آن‌ها بیشتر از حد معمول است، معمولا عملکرد چندان مطلوبی ندارند.همان‌طور که می‌دانید همه صداها، موج‌های مکانیکی هستند که از طریق جابه‌جایی ماده (معمولا هوا) باعث حرکت پرده گوش و شنیده شدن صدا می‌شوند.

حذف نویز فعال یا ANC

نویز کنسلینگ فعال (Active) روشی است برای کم کردن صداهای ناخواسته توسط ایجاد موج دومی که سبب خنثی شدن امواج صدایی ناخواسته خواهد شد ، این فناوری گوش دادن به محتوای صوتی در محیط‌های شلوغ را بدون بالا بردن صدا ممکن می‌کند. هم‌چنین می‌توانید هدفون‌های دارای این فناوری را در گوش خود قرار داده و بدون این که به چیزی گوش بدهید، فقط صداهای مزاحم محیط را حذف کنید و از خواب در سکوت در حالی که در قطار یا هواپیمای پرسر و صدا نشسته‌اید لذت ببرید.

روش عملکرد حذف نویز فعال

در هدفون نویز کنسلینگ ، از یک یا چند میکروفون برای گوش دادن به محیط کاربر و ثابت نگه داشتن فرکانس صدا استفاده می کند. این می تواند صدای موتورهواپیما، خودرو ، ماشین آلات یا حتی تهویه مطبوع باشد. سپس سیستم، یک فرکانس معکوس را تولید می کند. در این مرحله، صدایی با دامنه یکسان اما با فاز معکوس نسبت به صدای اصلی منتشر می کند. این با اولین صدا ترکیب می شود و موجی جدید در فرایندی به نام تداخل ایجاد می کند که به طور موثر، صدایی را که در گوش شما وارد می شود را لغو می کند. در نتیجه ، کمتر نویز اولیه را می شنوید و در برخی موارد با تکنولوژی Noise cancelling خوب ، ممکن است اصلاً چیزی نشنوید. این فناوری با صداهایی که ثابت هستند بهتر کار می کند، زیرا میکروفون ها می توانند این فرکانس ها را گرفته و معکوس کنند.

انواع نویز کنسلینگ فعال (Active)

البته Active Noise-Calcelation نیز خود دو نوع است که نوع اول و اصلی آن برای جلوگیری ورود صدای محیط در حین گوش دادن به یک فایل صوتی است و نوع دوم که نویز کنسلینگ در ویدئو کنفرانس است و در هدست‌های اداری دیده می‌شود از ورود صدای محیط به میکروفون شما در هنگام صحبت جلوگیری می‌کند تا صدای شما با وضوح بالا و شفافیت کامل و بدون مزاحمت نویزهای خارجی شنیده شود.

از فناوری نویز کنسلینگ در کدام بخش ها استفاده میشود؟

استفاده از هدفون های نویز کنسلینگ فقط برای گوش دادن به موسیقی نیست و برای مکالمات رومزه نیز فناوری نویز کنسلینگ می تواند بسیار مفید باشد. به لطف استفاده از این فناوری دیگر نیاز نیست برای جواب دادن به تماس تلفنی از یک مکان شلوغی مانند رستوران یا کافی شاپ خارج شوید تا بتوانید صدای شخص پشت تلفن را به خوبی بشنوید. تنها کافی است که این ویژگی را در هدفون خود فعال کنید تا صدای صحبت دیگران و سایر صداهای مزاحم حذف شوند و مکالمه ای بدور از هرگونه سر و صدا داشته باشید.

قسمت خروجی یا میکروفون :

این قابلیت در قسمت میکروفن گوشی‌های هوشمند به کار گرفته می‌شود تا هنگامی‌که، شما در حال صحبت با فردی در آن سوی خط هستید، طول موج صدای شما را از صداهای محیط اطرافتان تشخیص داده و آن را از بقیه طول موج‌ها جدا کند. به این ترتیب تنها صدای شما با کیفیت بیشتر به گوش طرف مقابل خواهد رسید.

قسمت ورودی یا هدفون :

این قابلیت اگر در قسمت ورودی هدفون تعبیه شده باشد، به کاربر کمک می‌کند تا در هنگام استفاده از آن صداهای مزاحم اطراف خود را کمتر بشنود. دقت داشته باشید که این قابلیت موجب حذف تمامی صداهای مزاحم نخواهد شد، بلکه تنها صداهایی که طول موجی پایین و ثابت دارند را به خوبی حذف می‌کند. مثل صدای موتور ماشین و یا هواپیما و..

سازوکار اثر امواج بیرونی بر صدای هدفون

زمانی که دو موج انرژی هم فرکانس با یکدیگر برخورد می‌کنند اگر هردو مثبت باشند به پدیده تشدید می‌انجامند و انرژی آنها با یکدیگر ترکیب می‌شوند و موج قوی‌تری را تولید می‌کنند، اما اگر این دو موج در فاز مخالف یکدیگر باشند پدیده تداخل اتفاق می‌افتد که در نتیجه آن این دو موج انرژی به خنثی‌سازی یکدیگر می‌پردازند، حال اگر انرژی این دو موج صوتی برابر باشند به خنثی‌سازی کامل یکدیگر می‌پردازند و در نقطه برخورد آنها سطح انرژی با پایین‌ترین حد خود می‌رسد.

با استفاده از این پدیده ساده فیزیکی می‌توان به حذف امواج اضافی و نویزهای خارجی پرداخت و در شکل پایین ترکیب یک موج صوتی با فرکانس ثابت و نویز‌های خارجی را می‌بینیم، با شبیه‌سازی و تولید موج صوتی یکسان با امواج خارجی با فاز مخالف و ترکیب آن با نویز خارجی با زمانبندی مناسب میزان نویز به حداقل خود می‌رسد.

قطعاتی که برای ایجاد این امواج استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:

میکروفون :

میکروفونی در گوشی هدفون نصب می‌شود تا نمونه‌ای از نویز‌هایی که از لایه پسیو نویز کنسلینگ هدفون عبور می‌کنند تهیه کند.در واقع حذف نویز در ‏میکروفون کمک می‌کند که کاربر، صدایی شفا‌ف‌تر را ضبط کند و نویز پس زمینه را نادیده بگیرد. بنابراین ‏صوتی واضح‌ را ضبط خواهید کرد و شنوندگان دچار آزار نمی‌شوند. ‏

برد نویز کنسلینگ :

بردی در داخل گوشی هدفون خواهد بود تا این نمونه را از میکروفون دریافت کند و موجی مشابه با موج اصلی با فاز مخالف آن را تولید کند.

اسپیکر :

امواج با فاز مخالفی که تولید شده‌اند به همراه موسیقی توسط اسپیکر هدفون تولید می‌شوند تا با پدیده تداخل ، نویزهای مخالف را از بین ببرند، اما آسیبی به موج اصلی نمی‌رسانند.

باتری :

عنوان اکتیو این تکنولوژی بدین معنی است که برای تولید این افکت نیاز به انرژی است و این انرژی از طریق باتری قابل شارژ به سیستم افزوده می‌شود.

با توجه به این که هدفون‌های نویز کنسلینگ می‌توانند موسیقی شما را از نویزهای اضافی‌ای که همراه آن وارد کانال شنوایی شما می‌شوند را جدا می‌کند. برخی بر این باورند که این تکنولوژی کیفیت صدا را پایین‌تر می‌آورد. همچنین با استفاده از این تکنولوژی تغییری در فشار هوای داخل گوشی احساس خواهید کرد به همین دلیل پورت‌هایی در پشت گوشی تعبیه می‌شوند تا از این اتفاق جلوگیری کنند.