فناوری نویزکنسلینگ و انواع آن

استفاده از هدفون و هندزفری به امری متداول در زندگی روزمره تبدیل شده و همین تنوع بالایی در محصولات این دسته از لوازم جانبی موبایل ایجاد کرده است. یکی از تکنولوژی‌های به کار رفته در ساخت هدفون و هندزفری فناوری نویزکنسلینگ می‌باشد.
به طور خلاصه فناوری نویزکنسلینگ باعث می‌شود تا مصرف کننده هنگام شنیدن موسیقی یا مکالمه، صداهای مزاحم کمتری را از محیط دریافت کند. در وبلاگ کاوان کالا توضیحات جامعی درباره این فناوری ارائه می‌دهیم.

فناوری نویزکنسلینگ چیست؟

تقریبا تمامی شرکت‌های رده بالا تولید کننده لوازم صوتی از فناوری نویزکنسلینگ در ساخت هدفون، هدست و هندزفری استفاده می‌کنند. کالاهایی که از این تکنولوژی پشتیبانی می‌کنند با حزف نویز صداهای محیطی مزاحم را حذف کرده و صدایی شفاف را به گوش شنونده می‌رساند. اما این قابلیت تنها در محصولات برخی برندها به خوبی عمل می‌کند و همین عملکرد بالا موجب فروش مناسب آن‌ها در بازار شده است.
برای درک بهتر ساختاز صدا لازم است تا شکل زیر را در نظر داشته باشیم.

این تصویر دو بعدی صرفا می‌تواند به فهم بهتر مطالب کمک کند ولی نمی‌تواند ساختار حقیقی صدا را به درستی تشریح کند. صدایی که ما می‌شنویم در حقیقت ذرات فشره و غیر فشرده شده مواد است. به این مواد در علم فیزیک مدیوم گفته می‌شود که انرژی را از ماده‌ای به ماده دیگر منتقل می‌کند. منطور از جریان ماده، ارتعاشات موجود در هوا است. اگر بتوانیم صدا را به‌صورت امواج سه‌بعدی در حال انتقال در جریان هوا تصور کنیم، بهتر می‌توانیم ساختار صدا را درک کنیم. ذرات در حال حرکت در جریان هوا به دلیل فشار هوا کمی تغییر می‌کنند. قدرت قابل‌ اندازه‌گیری این تغییرات را دامنه فشار می‌نامیم و هر چقدر صدا بلندتر باشد، دامنه فشار هم گسترده‌تر می‌شود. گوش‌ها و مغز ما تغییرات فشار را به‌ عنوان صدا تشخیص می‌دهند و آن‌ها را رمزگشایی می‌کنند.

نحوه عملکرد فناوری نویزکنسلینگ در هدفون

هدفون و هندزفری نویزکنسلینگ بر اساس یکی از اصول فیزیک به نام آنتی فاز عمل می‌کند. وقتی دو موج یکسان هم فرکانس با دامنه یکسان را روی همدیگر قرار دهیم، بلندترین و پایین‌ترین نقاط آن‌ها با یکدیگر هماهنگ می‌شوند و در حالتی قرار می‌گیرند که در علم فیزیک به آن آنتی فاز گفته می‌شود و باعث ایجاد  طول‌موج بزرگ‌تر (صدای بلندتر) می‌شود.
اما درصورتی‌که دو موج با هم روی هم قرار بگیرند و دقیقا با نصف طول موج با بالاترین و پایین‌ترین موج دیگر هماهنگ شود، در این حالت امواج در حالتی قرار می‌گیرند که به آن خارج از فاز گفته می‌شود. در این حالت امواج به دلیل عمل کردن فشار مثبت یک موج در مقابل فشار منفی موج دیگر (یا بالعکس)، از یکدیگر تفریق می‌شوند. در این حالت یک موج اضافه می‌شود و یک موج کم می‌شود؛ بنابراین هیچ موجی باقی نمی‌ماند. قابلیت حذف نویز بر مبنای همین اصل فیزیکی شکل گرفته است.

میکروفون‌های کوچکی درون هدفون و هندزفری‌های با تکنولوژی نویزکنسلینگ تهبیه شده که صدای محیطی را ضبط می‌کنند و درون گوش شنونده صدایی را ایجاد می‌کنند با امواجی را دقیقا مخالف امواج دریافت شده و همین امر باعث می‌شود صدای مزاحم به گوش شنونده نرسد.

لازم به ذکر است که فناوری نویزکنسلینگ هم‌چنان با ایده آل فاصله دارد و نیاز به پیشرفت در برندهای تولید کننده لوازم صوتی احساس می‌شود. اغلب کالاهایی با فناوری نویزکنسلینگ صداهای ناگهانی همچون صدای بوق خودرو و یا سایر اصوات مشابه را تشخیص دهد و حذف کند.

انواع فناوری نویزکنسلینگ

نویزکنسلینگ‌های استفاده شده در هدفون، هدست و هندزفری‌ها را می‌توان به دودسته فعال (Active) و غیر فعال (Passive) تقسیم کرد.

• نویزکنسلینگ فعال

هدفون‌های نویز کنسلینگ اکتیو برای حذف صداهای مزاحم خارجی ، موج صوتی خاصی را در خلاف جهت و تفاوت فازی 180 درجه تولید می‌‌کنند که باعث از بین رفتن آن صدا می‌شود ؛ به طور کلی از این فناوری ANC هم بر روی هدفون‌ها و هم بر روی میکروفون‌ها برای حذف صدای مزاحم استفاده می‌شود. همچنین با استفاده از این تکنولوژی تغییری در فشار هوای داخل گوشی احساس خواهد شد.

• نویزکنسلینگ غیرفعال

منظور از Passive استفاده از فوم فشرده شده و موادی با خواص ضد جذب امواج در کاپ‌های هدفون است که می تواند تا 15 الی 20 دسیبل ( 75 درصد) از ورود صدای محیط جلوگیری کند. هم‌چنین مانند  Active Noise cancelling نمی‌تواند صداها را فیلتر و تنها امواج صوتی آزاردهنده را حذف کند و استفاده از این متریال‌ها باعث سنگینی هدفون می‌شود.

ایجاد سرگیجه، ایراد اساسی فناوری نویزکنسلینگ

استفاده از هدفون و هندزفری‌هایی با فناوری نویزکنسلینگ گاها باعث ایجاد سرگیجه و احساس تهوع می‌شود. این فناوری باعث تحریک گیرنده‌های متصل به استریوسیلیای گوش (برآمدگی‌های مو مانند کوچکی که برای شنوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند) می‌شود.
زمانی که این گیرنده‌ها تحریک می‌شوند، به‌ اشتباه به مغز این پیام را ارسال می‌کنند که سر در حال حرکت است. در این حالت در حالی‌ که چشم‌ها ثابت هستند، ارسال پیام‌های ترکیب‌ شده با یکدیگر به مغز باعث می‌شود مغز تصور کند سر فرد در حال حرکت است و به همین دلیل فرد احساس می‌کند سرگیجه دارد.
برای این کاهش عارضه چند راه حل وجود دارد:

1. کاهش میزان نویزکنسلینگ توسط اپلیکیشن‌های اختصاصی هندزفری و هدفون‌ها که همراه با کالا عرضه می‌شوند.
2. خرید هدفون و هندزفری‌هایی میان رده که فناوری نویزکنسلینگ آنچنان قوی ندارند. البته لازم است افرادی که حساسیت به این فناوری ندارند، از کالای میان رده استفاده نکنند زیرا امکان دارد وجود صداهای مزاحم باعث آزارشان شود.
3. خرید دستگاه‌هایی فاقد این قابلیت راه حلی برای افرادی است که نمی‌توانند تغییر امواج را تحمل کنند و حساسیت بالایی نسبت به این موضوع دارند.
4. خرید دستگاه‌هایی با فناوری نویزکنسلینگ که قابلیت خاموش و روشن شدن دارند. این موضوع باعث می‌شود در صورت بروز هرگونه سردرد و سرگیجه، کاربر بتواند این فناوری را فعال یا غیر فعال کند.