Ubijalci hrupa: Slušalke

Po mobilnih telefonih se pogovarjamo povsod - v avtomobilu, trgovini, restavraciji ali na ulici, kjer je dovolj hrupa. Zato se razvijalci slušalk resno trudijo rešiti dve konfliktni nalogi. Občutljivost slušalk na uporaben signal (glas) je treba povečati in škodljivo (hrup) - zmanjšati. Obstaja več pristopov k reševanju takšnih problemov.

Bližje telesu

Težave z zmernim hrupom najlažje rešite tako, da mikrofon postavite čim bližje izvoru koristnega signala, torej v primeru slušalk, v usta. Ni čudno, da so profesionalne slušalke izdelane v obliki dolgih "palic", ki mikrofon držijo neposredno pred ustnicami. V tem primeru je mogoče podceniti splošno občutljivost mikrofona, uporabni signal pa se bo razlikoval od hrupa zaradi dejstva, da se jakost zvoka obratno zmanjšuje s kvadratom razdalje do njegovega vira. Tudi če govorite dovolj tiho, bo mikrofon ob samih ustnicah zajel glas, vendar hrup ne bo posledica nizke občutljivosti. Ta metoda je dobra, saj omogoča brez kompleksnih strojnih rešitev in ima tudi dokaj linearen frekvenčni odziv.

Toda za brezžične slušalke, ki si jih proizvajalci prizadevajo narediti čim bolj kompaktne, se ta metoda uporablja redko (vsi ne želijo izgledati kot operater klicnega centra). Najpreprostejši način za kompromis med zmanjševanjem velikosti in hrupa je mikrofon, usmerjen v vir zvoka (usta). V tem primeru sorazmerno gledano mikrofon ne zazna hrupa iz drugih smeri. Toda ta metoda ima svoje pomanjkljivosti. Prvič, vzorec usmerjenosti takšnih mikrofonov je za različne frekvence drugačen, zato hrupa na nekaterih frekvencah ni mogoče odpraviti na ta način in glas je popačen. In drugič, slušalke s usmerjenimi mikrofoni so občutljive na orientacijo v prostoru: držalo nekoliko obrnete, druga oseba pa vas sliši veliko slabše.

In dva sta boljša

Številni proizvajalci slušalk so prešli na drugačno shemo. Kaj pa, če gremo po poti narave in mikrofonom dodelimo samo pretvorbo zvočnega signala v električni, zmanjšanje hrupa pa je zaupano ločenemu strojno-programskemu kompleksu? Vzemite dva vsesmerna mikrofona, katerih signali se obdelujejo po posebnem algoritmu. V poenostavljeni obliki lahko rečemo, da mikrofon, ki se nahaja bližje usti, zaznava glas in hrup. Oddaljeni mikrofon zaznava glas kot "tišji" (intenzivnost zvoka se zmanjšuje obratno s kvadratom razdalje do njegovega vira) in z rahlo zamudo, hrup pa je približno enak (domnevamo, da je vir hrupa v ozadju nameščen na veliko večji razdalji od vira glasu). Nadalje se oba signala primerjata, od njih se na tak ali drugačen način (odvisno od zahtevnosti algoritma in zmogljivosti strojne opreme) izvleče konstantna komponenta (hrup), ki se odšteje od signala bližnjega mikrofona. Ta shema je preprosta, poceni, ne izkrivlja glasu in dobro deluje v pogojih zmerno glasnega hrupa v slušalkah mnogih proizvajalcev - večinoma se razlikujejo algoritmi za obdelavo signalov in signalni procesorji. Klasična različica tega vezja je slušalka Jabra Extreme v našem testu.

Lobanja in križne kosti

Z zelo visokim nivojem hrupa učinkovitost dvo-mikrofonskega vezja že postaja nezadostna. Primeri krajev, kjer je raven hrupa lahko tako visoka, da nam nobena primerjava signala ne more izpostaviti uporabnega glasovnega dela proti njej - industrijske delavnice, letališka polja, avtomobili podzemne železnice itd. Obstaja rešitev za to težavo. saj so oblikovalci spoznali, da usta niso edini vir, iz katerega lahko vzamete glasovni signal. Poskusite pokriti ušesa z rokami ali zatakniti prste (da bi odstranili večino hrupa) in recite nekaj na glas. Hkrati lahko jasno slišite lasten glas, čeprav je prenos zvoka skozi zrak do ušesnega ušesa blokiran - zvok ne prehaja skozi zrak, temveč skozi kosti lobanje. Ali pa recite nekaj z dlanjo na grlu - začutili boste vibracijo glasilk. Slednjo metodo že več desetletij uporabljajo v vojaških slušalkah - laringofonih, kjer poseben mikrofon, tesno pritisnjen na kožo vratu, odstrani zvok, ki je dejansko neposredno iz glasilk.

Toda ta metoda seveda ni primerna za mirno uporabo - slušalke v obliki "ovratnika" niso zelo priročne, glas pa zelo moten. Zato se na "državljanu" uporabljajo številne druge vojaške tehnologije, ena od njih je "odstranjevanje" glasu s kosti lobanje (časovne ali maksilarne). Ta metoda vam omogoča, da naredite slušalke zelo kompaktne. Zmanjšanje hrupa pri uporabi zvoka iz kostne prevodnosti (kot na primer v slušalkah Motorola Endeavour HX1) je skoraj absolutno, čeprav je glas zelo popačen. Toda to težavo je mogoče delno rešiti z uporabo hibridnega vezja s hkratno uporabo dveh večsmernih mikrofonov, kot je to storjeno v slušalkah Jawbone Icon.

Članek je bil objavljen v reviji Popular Mechanics (št. 8, avgust 2010).

Priporočena

Edinstvena Mazda RX-7, ki so jo našli po 35 letih
2019
Egzorcizem v 21. stoletju: telefon izganjati demone
2019
Krokodil ujet v Novosibirsku
2019