Vědci vytvořili sluchátka s účinnějším potlačením okolního hluku

0
sluchátka hudba
Ilustrační foto (zdroj: StockSnap / Pixabay)

Tým doktorandů na Univerzitě Illinois v Urbana Champaign vedený profesorem Romitem Choudhurym představil nový zvukový systém nazvaný Mute. Jde o nový přístup k funkci active noise cancelling (ANC), tedy aktivního potlačení hluku.

Vyšší liga sluchátek v sobě obsahuje i mikrofony, které zaznamenávají okolní hluk a nechají specializovaný procesor, aby otočil jeho fázi a do sluchátka pustil „protizvuk“. Vlny se pak srovnají a posluchač ruchy zvenčí neslyší.

Aktivní potlačení hluku
Aktivní potlačení hluku (zdroj: Phiaton)

Současná řešení ale nejsou sama o sobě příliš efektivní, a tak je výrobci kombinují ještě s pasivním tlumením ruchů. Zkrátka vyvíjejí dokonalejší špunty nebo mušle ucpávající zvukovody. Mute chce ANC vylepšit a zároveň uši neucpat. Pak mohou dýchat, což je zdravější a také příjemnější (pod sluchátky se nepotíte). Jejich ANC také může fungovat i s dutými sluchátky.

Proč je stávající ANC nedokonalé? Procesor ve sluchátkách má jen desítky mikrosekund na to, aby zvuk z mikrofonů stačil zpracovat a poslat do měničů. Časový limit stanovila fyzika. Zvukové vlny se šíří relativně pomalu, ale vzdálenost mezi mikrofonem a měničem je krátká, takže procesor musí mít vytvořený protizvuk přesně v tu chvíli, než okolní ruch dorazí do zvukovodu. A za ty desítky mikrosekund nedokáže vytvořit dost účinný protisignál.

Dle autorů studie tento způsob potlačí jen frekvence od 0 do 1 kHz. Hlasy opodál mluvících lidí jsou ale vyšší, proto je výrobci sluchátek potlačují ještě pasivně na úrovni špuntů nebo mušlí. Například Bose u referenčních sluchátek QuietComfort 35 dokáže potlačit ještě rozsah frekvencí 1–4 kHz.

Světlo poráží zvuk

ANC tedy lze vylepšit tím, že procesoru dáme více času na zpracování protisignálu. Tvůrci systému Mute toho dosáhli tak, že mikrofony umístili úplně mimo sluchátka a spojili je s nimi bezdrátově. Rádiové vlny se šíří rychlostí světla, tudíž asi milionkrát rychleji než zvuk. Procesor má na výpočty několik milisekund, takže stihne vytvořit účinnější protisignál. Teoreticky potlačí frekvence 0 až 4 kHz stejně jako zmíněná sluchátka od Bose.

V praktickém srovnání mělo Mute při frekvencích do 1 kHz o 6,7 dB účinnější potlačení hluku, ve frekvencích do 4 kHz byl oproti Bose o 0,9 dB horší. Pasivní izolace sluchátek dělá velký rozdíl. Když tvůrci Mute rovněž sluchátka izolovali, oproti Bose už dosáhli o 8,9 dB lepšího výsledku.

Mute má ale také několik nevýhod, některé z nich se logicky ani nepodaří vyřešit. Tou hlavní je, že nemůže fungovat v terénu. S takovými sluchátky si nepůjdete zaběhat, nepoužijete je ani v MHD. (Tedy použijete, ale bez ANC). Mikrofony jsou totiž externí. V tuto chvíli navíc umí eliminovat jen jeden dominantní zdroj hluku, to by se ale s lepšími procesory mělo změnit. ANC nebude účinné ani na zvuky, které jsou blíže k vám než k mikrofonům.

K čemu je tedy takový systém dobrý? S pečlivým rozmístěním mikrofonů může tlumit okolní hovory v call centrech. Pomůže doma nebo v kanceláři při poslechu hudby, stačilo by mikrofon umístit blízko dveří nebo okna, odkud nejčastěji pochází ruchy. Mikrofony by se také daly integrovat do vrtaček, praček, sekaček a jiných hlučných zařízení, které by zároveň bezdrátově vysílaly antihlukový signál do okolních sluchátek.

Složitost systému ale nejspíš převáží nad jeho přínosem a v praxi se s Mute v běžných sluchátkách nikdy nesetkáme. Integrovaná řešení, která již fungují v současnosti, jsou sice teoreticky méně účinná, ale nevyžadují žádnou speciální výbavu a hluk budou potlačovat i v exteriérech.

Vědci vytvořili sluchátka s účinnějším potlačením okolního hluku

Ohodnoťte tento článek!
4.4 (87.5%) 8 hlas/ů