ANC powstało tylko dlatego, że komuś przeszkadzał hałas
Czy kiedykolwiek krytykowaliście coś z myślą, że możecie to zrobić lepiej? Tak właśnie narodziła się technologia ANC, której historia sięga praktycznie “starożytnych” czasów, jeśli idzie o rozwój technologii, bo aż 1978 roku. Wtedy to bowiem niejaki Amar Bose, profesor elektrotechniki na MIT i właściciel firmy technologicznej rozpoczął swój ponad 6000-kilometrowy lot z Zurychu do Bostonu.
Lot, jak to lot – do najlepszych przeżyć nie należy, a wtedy był jeszcze mniej komfortowy. Amar sfrustrował się jedną szczególną rzeczą – słuchawkami. Lekki zestaw zapewniony przez linię lotniczą okazał się bowiem nieskuteczny w wyciszaniu warkotu silników i nie pozwalał oddać się muzycznym przyjemnościom. Na narzekaniu jednak się nie skończyło, bo jeszcze podczas lotu profesor wpadł na pomysł rozwiązania swojego nowego problemu, kładąc podwaliny pod pierwsze słuchawki z redukcją hałasu otoczenia dla konsumentów. Wcześniej bowiem patenty z nią związane dotyczyły bardziej profesjonalnych zastosowań.
Na wielkich planach i zapowiedziach się nie skończyło. Projekt technologii aktywnej redukcji hałasu w słuchawkach szybko nabierał tempa, a firma Bose Corporation wykorzystała kilka kluczowych nowinek na rynku z lat 70. ubiegłego wieku, sięgając przede wszystkim po mały mikrofon elektretowy. Pierwsze prototypy nie podbiły od razu świata. Od ich powstania minęło kilka lat i góra kasy przeznaczona na ich rozwój, aby w 1986 roku dwóch pracowników firmy Bose pojawiło się pod drzwiami niejakiego Dicka Rutana. Pilota, który miał zamiar okrążyć świat razem z pilotką Jeany Yeager w samolocie bez żadnego lądowania na tankowanie. Wiedzieli, że ich samolot nie posiadał żadnego wygłuszenia, przez co w kokpicie hałas sięgał poziomu nawet 110 decybeli, generując rzeczywiste ryzyko długotrwałego uszkodzenia słuchu.
Delegacja firmy Bose przekonała byłego pilota USAF i ten dał Bose zielone światło do pracy nad specjalnymi dla niego słuchawkami z ANC, które finalnie znalazły się na uszach Dicka i Jeany podczas ich grudniowego dziewięciodniowego oblotu całego świata. Wtedy też Bose rozpoczął wprowadzanie swojego wynalazku na pierwszy rynek, co zapoczątkowała produkcja serii 1 w 1989 roku. Wtedy rynek konsumencki nadal był daleko, ale opracowanie technologii TriPort, pozwalającej na stosowanie mniejszych, lżejszych i wygodniejszych nauszników, umożliwiło wprowadzenie na rynek ogólny pierwszych słuchawek Bose w ramach rodziny QuietComfort w 2000 roku. Tak oto ANC zaczęło podbijać świat, a postawa działania tej funkcji nie zmieniło się po dziś dzień.
Jak działa aktywna redukcja hałasu, czyli ANC?
Działanie ANC to nie żadna magia, a jej skomplikowanie jest tylko pozorne. Ta technologia ciągle polega na tym samym schemacie działania, co w dniu jej opracowania przed dekadami, czego częścią był niejaki Dan Gauger, członek zespołu inżynierów firmy Bose, od której to wszystko się zaczęło. Ten opisał działanie ANC następująco:
Aby wyeliminować hałas, musisz wziąć wszystkie częstotliwości, a następnie dla każdej z nich musisz wytworzyć falę dźwiękową o tej samej częstotliwości, tej samej amplitudzie, ale o przeciwnej fazie.
Przekładając to na język ludzki, ANC działa w trzech etapach. Najpierw musi określić hałas otoczenia, następnie go przeprocesować i finalnie wkomponować wygenerowany fale dźwiękowe o przeciwnej fazie do aktualnie odtwarzanej muzyki. Dzięki temu po aktywacji ANC w słuchawkach hałas w rzeczywistości dociera do naszego aparatu słuchowego, ale jest niwelowany przez jego przeciwieństwo generowane w czasie rzeczywistym.
Czytaj też: TikTok przyznał się, że zbiera Twoje dane. To potężna broń w rękach Chińczyków
Dlatego też funkcja aktywnej redukcji hałasu potrzebuje do działania ściśle współpracujących ze sobą trzech elementów. Mowa o wbudowanych w słuchawki zewnętrznych mikrofonach, specjalnym układzie obliczeniowym (nierzadko wzbogaconym algorytmami sztucznej inteligencji) i tradycyjnym przetworniku. W słuchawkach ANC wykorzystuje dokładnie tę samą membranę do działania, która odpowiada za generowanie dźwięku.
W praktyce więc wspomniane mikrofony zbierają hałas z zewnątrz, przekazują go układowi logicznemu, który “odwraca” pasmo częstotliwości hałasu i wysyła polecenie jego wygenerowania do przetwornika tak szybko, że docierające do naszego ucha hałasy z otoczenia są niwelowane. Zwykle dodatkowo nad wszystkim czuwa jeszcze jeden mikrofon wewnętrzny, który daje znać wspomnianemu układowi, czy aby nie należy poczynić pewnych regulacji. Obecnie ten mikrofon jest też często wykorzystywany do określania, czy aby na pewno słuchawki leżą nam “szczelnie” w kanale słuchowym. Ot, tyle – tak właśnie w szczegółach działa ANC.
Jakość ANC różni się znacznie między modelami, więc przy zakupie warto się zastanowić się dwa razy
Obecnie ANC jest stosowane w każdym rodzaju słuchawek – dokanałowych, wokółusznych, a nawet nausznych, ale to w dokanałowych modelach TWS wiedzie prym. Trudno się temu dziwić, bo jest tam poniekąd łatwiejszy w implementacji, jako że same w sobie pchełki wpychane do małżowiny i kanału słuchowego zapewniają zwykle świetną izolację pasywną – podstawę do skutecznego ANC.
Jednak im dany model jest tańszy, tym zwykle jego podzespoły odpowiadające za ANC są mniej wyrafinowane, a to obniża skuteczność wyciszania hałasu z otoczenia. Warto o tym pamiętać, aby nie zamykać się na tę technologię po jednej wpadce zakupowej modelu, którego funkcja ANC znacząco obniżała jakość muzyki, była nieskuteczna lub nawet generowała dyskomfort.
Czytaj też: Xiaomi nie było pierwsze. Wszystkie próby połączenia smartfonu z aparatem skończyły się porażką
W modelach z wyższej półki ANC spisuje się wzorowo i można to poczuć w każdym momencie, po prostu dezaktywując tę funkcję. Całego hałasu z otoczenia wprawdzie nie wyeliminuje, ale poradzi sobie z klimatyzacją, głośnym komputerem lub konsolą czy hałasem przedostającym się do samochodu. Bardziej wymagające hałasy (rozmowy, ruch uliczny) znacząco z kolei przytłumi i to bez odczuwalnego wpływu na jakość muzyki.
Pamiętajmy jednak, że wbrew pozorom “słyszymy nie tylko uszami”, a w pewnym stopniu całym ciałem, bo dźwięki to przecież wibracje powietrza, które odczuwamy na całym ciele, więc nawet z najlepszymi słuchawkami ANC nie odetniemy się całkowicie od hałasu otoczenia.