Slušalice sa aktivnim poništavanjem buke ne mogu jednostavno da „obrišu“ zvuk koji već postoji u prostoriji. One koriste mikrofone, elektroniku i zvučnike da bi registrovale deo buke iz okoline i proizvele signal koji smanjuje njen uticaj na uho. Ceo proces odvija se veoma brzo, dok slušalice istovremeno reprodukuju muziku, govor ili drugi željeni sadržaj.
Mikrofoni prvo registruju buku
Aktivno poništavanje buke, poznato kao ANC, počinje mikrofonima koji se nalaze na slušalicama. Oni prikupljaju zvuk iz neposredne okoline, poput brujanja motora, ventilacije, klima-uređaja ili saobraćaja. Elektronika zatim obrađuje taj signal i procenjuje kakav dodatni zvuk treba poslati kroz zvučnike.
Postoje različita rešenja za postavljanje mikrofona. Kod nekih slušalica mikrofon prvenstveno prati zvuk spolja, dok druga koriste i mikrofon koji prati ono što se događa u prostoru između školjke i uha. Kombinovanje tih informacija omogućava precizniju kontrolu, naročito kada se oblik uha i način naleganja razlikuju od osobe do osobe.
ANC zato nije isto što i obična izolacija. Materijali školjke i jastučići mogu fizički smanjiti prodor zvuka, dok aktivni sistem elektronski reaguje na preostalu buku. Najbolji rezultat često nastaje kada se oba pristupa koriste zajedno.
Kako nastaje signal suprotan buci
Kada mikrofon registruje neželjeni zvuk, procesor u slušalicama analizira njegov talasni oblik. Zatim se kroz zvučnik stvara dodatni zvučni signal koji je sa njim suprotan po fazi. Kada se odgovarajući talasi sretnu, dolazi do destruktivne interferencije, pa se ukupna amplituda određenog dela buke smanjuje.
Ovaj princip može da se zamisli kao dva talasa koji se preklapaju tako da se njihovi vrhovi i udubljenja međusobno poništavaju. U stvarnom uređaju situacija je složenija, jer buka nije jedan savršeno pravilan ton. Procesor zato neprekidno prilagođava signal promenama koje mikrofoni registruju.
Poništavanje nije savršeno i ne funkcioniše jednako za sve frekvencije. Sistem je naročito efikasan kod stabilne i predvidive buke niže frekvencije, kao što je jednolično brujanje motora. Nagli zvuci, govor iz neposredne blizine i veoma promenljiva buka zahtevniji su za obradu.
Kašnjenje je još jedan važan problem. Ako se korektivni signal proizvede prekasno, on neće pogoditi odgovarajući deo zvučnog talasa. Zbog toga elektronika mora da obradi informaciju veoma brzo, dok konstrukcija slušalica i njihov položaj na uhu takođe utiču na rezultat.
Zašto se neke vrste buke lakše uklanjaju
Najlakše je smanjiti zvuk koji je relativno stabilan i ponavlja se. Avionski motor, voz u ravnomernoj vožnji ili ventilator stvaraju obrazac koji sistem može kontinuirano da prati. Promene su sporije, pa elektronika ima više mogućnosti da prilagodi signal.
Kod kratkih i nepredvidivih zvukova situacija je drugačija. Zalupivanje vrata, pucanje predmeta ili glas koji se naglo pojavi menjaju se prebrzo da bi aktivno poništavanje moglo potpuno da ih ukloni. Pasivna izolacija tada može imati značajnu ulogu.
Zbog toga korisnik može imati utisak da ANC odlično uklanja duboko brujanje, ali da i dalje čuje određene glasove ili visoke tonove. To nije nužno kvar, već posledica fizičkih ograničenja sistema i osobina samog zvuka.
Kako sistem radi dok slušate muziku
Slušalice moraju istovremeno da reprodukuju željeni sadržaj i signal za poništavanje buke. Zvučnik zato dobija složeniji signal koji kombinuje muziku ili govor sa korektivnim talasom. Uho te signale prima zajedno, dok se deo spoljne buke smanjuje interferencijom.
Elektronika tokom rada neprestano prati promene. Ako se korisnik pomeri, ako se promeni buka u autobusu ili ako se slušalica malo pomeri na uhu, uslovi se menjaju. Sistem tada ponovo podešava signal kako bi zadržao što bolji efekat.
Kod kvalitetnih modela ovaj proces odvija se toliko brzo da korisnik ne mora ništa posebno da radi. Razlike između režima mogu se primetiti tek kada se ANC uključi ili isključi, jer se tada promeni količina ambijentalnog zvuka koji dopire do uha.
Aktivno poništavanje buke zato nije čarobno uklanjanje zvuka, već precizna kombinacija merenja, obrade signala i reprodukcije suprotnog talasa. Kada su buka dovoljno predvidiva, mikrofoni pravilno postavljeni, a slušalice dobro naležu, neželjeni zvuk može biti znatno smanjen.
Šta još utiče na konačan rezultat
Oblik slušalica i njihovo naleganje na uho veoma su važni. Ako između jastučića i glave postoji veći otvor, deo spoljne buke ulazi direktno i aktivni sistem teže može da ga nadoknadi. Dobar kontakt zato doprinosi i pasivnoj izolaciji i radu ANC sistema.
Važna je i sama konstrukcija uređaja, kao i položaj mikrofona, kvalitet procesora i način na koji proizvođač podešava algoritam. Dva modela sa istom osnovnom tehnologijom mogu zbog tih razlika davati primetno drugačiji rezultat.
