آشنایی با ANC و ENC و تفاوت بین آنها

فناوری حذف نویز به طرز چشمگیری نحوه تجربه صدا را تغییر داده و اجازه می دهد تا محیطی فراگیر برای گوش دادن به دور از مزاحمت های دنیای بیرون ایجاد کنیم. این فناوری عمدتاً از طریق دو رویکرد نوآورانه تجسم یافته است: حذف نویز فعال (ANC) و حذف نویز محیطی (ENC). هر دوی این فناوری‌ها اهداف مشخصی را دنبال می‌کنند و تعاملات صوتی ما را افزایش می‌دهند، چه در حال غواصی در آهنگ‌های مورد علاقه‌مان باشیم و چه اطمینان حاصل کنیم که صدایمان در طول مکالمه از میان صدای ناهنجار نویز محیطی قطع می‌شود.

حذف نویز چیست؟

حذف نویز به انواع فنلوری ها و تکنیک های طراحی شده برای کاهش یا حذف صداهای ناخواسته محیط اشاره دارد. این دسته بندی گسترده شامل هر دو حذف نویز غیرفعال و حذف نویز فعال است که هر کدام برای دستیابی به کاهش نویز بر اصول مختلفی تکیه می کنند. حذف غیرفعال نویز شامل مسدود کردن فیزیکی امواج صوتی از رسیدن به گوش است.

این روش می تواند به سادگی استفاده از موادی باشد که صدا را در هدفون، گوشی یا گوش گیر جذب یا منعکس می کند تا از ورود صدای ناخواسته به کانال گوش جلوگیری کند. اثربخشی حذف غیرفعال نویز تا حد زیادی به تناسب و مواد به کار رفته در ساخت دستگاه بستگی دارد و آن را به یکی از جنبه های اساسی بسیاری از هدفون ها و ایرفون ها تبدیل می کند.

از طرف دیگر، Active Noise Cancellation فناوری پیچیده تری است که از الکترونیک برای کاهش صدای ناخواسته محیط استفاده می کند. این روش شامل ایجاد سیگنال های ضد نویز است که نویز محیط را خنثی می کند. میکروفون‌هایی که نزدیک گوش قرار می‌گیرند صداهای خارجی را جمع‌آوری می‌کنند و سپس سیستم ANC یک موج صوتی با فاز مخالف (ضد نویز) تولید می‌کند تا نویزهای خارجی را قبل از رسیدن به گوش شنونده حذف کند.

این فناوری به ویژه در برابر صداهای با فرکانس پایین مانند زمزمه موتور هواپیما یا واحدهای تهویه مطبوع مؤثر است و معمولاً در هدفون ها، ایربادز و سایر دستگاه های صوتی شخصی یافت می شود. مفهوم حذف نویز از زمانی که پایه های نظری آن برای اولین بار توسط دکتر پل لوگ در سال 1933 ثبت شد، به طور قابل توجهی تکامل یافته است. اولین هدست ANC تجاری موجود، که توسط Bose Corporation در سال 1989 معرفی شد، نقطه عطف قابل توجهی در ارائه این فناوری به مخاطبان گسترده تر بود.

حذف نویز فعال (ANC) چیست؟

حذف نویز فعال در هدفون و ایرفون ها برای کاهش صداهای ناخواسته محیط استفاده می شود. این دستگاه از میکروفون‌ها برای تشخیص نویز خارجی استفاده کرده و سپس یک سیگنال مخالف “ضد نویز” تولید می‌کند تا آن را از طریق تداخل مخرب خنثی کند. این فرآیند به طور موثر صداهای با فرکانس پایین، مانند صدای زمزمه هواپیما یا سروصدای وسایل نقلیه عمومی را حذف می کند و تجربه شنیداری را افزایش می دهد.

فناوری ANC را می توان به سیستم های بازخورد و فیدبک تقسیم کرد که هر کدام انواع مختلفی از نویز را هدف قرار می دهند. دستگاه‌های سطح بالا اغلب هر دو را ترکیب می‌کنند تا نویز بهتری را کاهش دهند و گوش دادن با صدای پایین‌تر را بدون افت کیفیت صدا آرام‌تر کنند.

1. تشخیص صدا: هدفون های ANC از میکروفون های خارجی برای تشخیص صداهای محیط استفاده می کنند. این میکروفون‌ها طیف گسترده‌ای از فرکانس‌ها (از صدای کم صدای موتور گرفته تا صدای بلندتر صحبت‌های مردم) را ضبط می‌کنند. دقت در تشخیص این صداها بسیار مهم بوده و تعیین می کند که سیستم ANC تا چه حد می تواند نویز مورد نیاز برای لغو را شناسایی کند. مکان و کیفیت این میکروفون ها به طور قابل توجهی بر عملکرد کلی سیستم تأثیر می گذارد.

2. وارونگی سیگنال: پس از تشخیص نویز محیط، سیستم ANC این صدا را پردازش می کند تا یک موج صوتی معکوس ایجاد کند. این وارونگی فاز با چرخاندن موج صوتی شناسایی شده 180 درجه خارج از فاز انجام می شود. این کار با استفاده از الگوریتم ها و یک پردازنده داخلی برای تجزیه و تحلیل و معکوس کردن موج صوتی در زمان واقعی انجام می شود.

3. خنثی سازی صدا: سپس صدای معکوس از طریق بلندگوهای هدفون در کنار صدای اصلی کاربر پخش می شود. این مرحله بر اصل تداخل مخرب تکیه دارد، جایی که نویز اصلی و همتای معکوس آن با هم برخورد می کنند و یکدیگر را خنثی می کنند. همگام سازی صدای معکوس با نویز محیط باید کامل باشد. حتی تأخیرهای جزئی می تواند اثر حذف نویز را کاهش دهد و ممکن است باعث ایجاد برخی از اثرات ناخوشایند شود.

فناوری ANC بر اساس مکانیسم و کاربرد آن به سه نوع اصلی تقسیم می شود:

• Feedforward ANC میکروفون‌ها را در خارج از گوشی قرار می‌دهد تا نویز خارجی را قبل از رسیدن به گوش شناسایی و حذف کند و در فرکانس‌های بالاتر عالی است. در برابر صداهای محیطی موثر است اما به دلیل قرارگیری میکروفون خارجی خود با صدای باد مبارزه می کند و توانایی تصحیح خطاهای پیش بینی در زمان واقعی را ندارد.
• Feedback ANC از میکروفون های داخلی برای تجزیه و تحلیل صدایی که به گوش می رسد استفاده می کند و در فرکانس های پایین تا متوسط، لغو عالی را ارائه می دهد. این ستاپ امکان تنظیمات دینامیکی سیگنال حذف نویز، تصحیح ناهماهنگی ها را فراهم می کند، اما در برابر نویزهای فرکانس بالا کمتر موثر است.
• Hybrid ANC میکروفون‌های خارجی و داخلی را با هم ترکیب کرده و حذف نویز جامع را در محدوده فرکانس وسیعی ارائه می‌دهد. این روش کارایی حذف نویز را بهینه می‌کند، اما پیچیدگی و هزینه را به دلیل یکپارچه‌سازی سیستم دوگانه، با هدف متعادل کردن نقاط قوت و ضعف سیستم‌های بازخورد و بازخورد، ایجاد می‌کند.

حذف نویز محیطی (ENC) چیست؟

فناوری حذف نویز محیطی برای افزایش وضوح صدا با جداسازی و تقویت صدای گوینده و در عین حال سرکوب نویز پس زمینه در طول ارتباطات صوتی طراحی شده است. این فناوری به ویژه در محیط های پر سر و صدا بسیار ارزشمند است و تضمین می کند که ارتباطات صوتی شفاف و عاری از حواس پرتی می باشد. در ادامه به نحوه کار ENC اشاره شده است:

• آرایه های میکروفون و ضبط صوتی جهت دار: ENC از آرایه های میکروفون برای ضبط صدا از جهات مختلف استفاده می کند. این ستاپ به سیستم اجازه می دهد تا به طور موثر بین صدای بلندگو و نویز پس زمینه تمایز قائل شود. استفاده از میکروفون های متعدد که اغلب در اطراف دستگاه قرار می گیرند، تکنیکی به نام شکل دهی پرتو را امکان پذیر می کند. این تکنیک حساسیت میکروفون را نسبت به منبع صدا متمرکز می کند و در عین حال میزان دریافت صداهای محیط را کاهش می دهد.
• تمایز صدا و نویز: هسته فناوری ENC در توانایی آن برای پردازش و تمایز بین صدای گوینده و نویز پس زمینه نهفته است. این امر از طریق الگوریتم های پیچیده پردازش سیگنال که صدای ضبط شده توسط میکروفون ها را تجزیه و تحلیل کرده، به دست می آید.
• کاهش نویز و جداسازی صدا: هنگامی که سیستم ENC نویز پس زمینه را شناسایی می کند، برای کاهش یا حذف این صداها از سیگنال صوتی کار می کند. این فرآیند شامل فیلتر کردن و گاهی اوقات تکنیک‌های کاهشی برای حذف فرکانس‌های نویز ناخواسته است که صدای گوینده را ایزوله‌تر و شفاف‌تر می‌کند، و همه این پردازش‌ها در زمان واقعی انجام می‌شوند که توسط یک پردازنده داخلی انجام می‌شود.
• مزایای ENC: فناوری حذف نویز محیطی وضوح انتقال صدا را با جداسازی ماهرانه صدای گوینده از نویز مزاحم پس‌زمینه افزایش می‌دهد، اطمینان حاصل می‌کند که هر کلمه به طور مشخص شنیده می‌شود و نیاز به تکرار را کاهش می‌دهد. این در محیط‌های پر سر و صدا، مانند دفاتر شلوغ یا فضاهای بادی در فضای باز، جایی که ENC می‌تواند کیفیت ارتباطات صوتی را حفظ کند، مفید است.

ANC به ایجاد یک محیط گوش دادن آرام کمک می کند، و مناسب برای لحظاتی که می خواهید از موسیقی خود مانند یک صدا دوست لذت ببرید یا به یک پادکست بدون حواس پرتی نویز پس زمینه گوش دهید. با تشخیص صداهای خارجی و سپس تولید امواج صوتی مخالف برای خنثی کردن آنها کار می کند. این بدان معناست که می‌توانید از تجربه شنیداری فراگیرتری، چه در یک کافه شلوغ، چه در هواپیما یا کار در یک دفتر پر سر و صدا، لذت ببرید.

از سوی دیگر، ENC بر روی اطمینان از اینکه صدای شما در طول تماس های صوتی به وضوح شنیده می شود، تمرکز می کند. این فناوری از مجموعه ای از میکروفون ها برای جداسازی صدای شما و به حداقل رساندن نویز اطراف استفاده می کند. این برای تماس‌های تلفنی، کنفرانس‌های ویدیویی و ضبط صدا بسیار مفید است و اطمینان می‌دهد که شما به وضوح توسط شخص طرف مقابل شنیده می‌شوید، حتی اگر در محیطی پر سر و صدا هستید.

آنها متقابلاً منحصر به فرد نیستند

حذف نویز فعال و حذف نویز محیطی در مورد نحوه گوش دادن به موسیقی و برقراری ارتباط، بازی را تغییر داده است. این بسیار چشمگیر است که چگونه این فناوری ها به ما کمک می کنند تا نویز پس زمینه را تنظیم کنیم و روی آنچه می خواهیم بشنویم تمرکز کنیم. علاوه بر این، ANC و ENC متقابل نیستند. در واقع، برخی از بهترین هدست های موجود هر دو ویژگی را با هم ترکیب می کنند و راه حلی جامع برای گوش دادن همه جانبه و ارتباط شفاف ارائه می دهند. همانطور که به جلو می رویم، فکر کردن به بهبودها و ویژگی های جدیدی که در طول سال ها در فناوری های حذف نویز خواهیم دید، هیجان انگیز است.