فناوری نویز کنسلینگ چیست و چگونه کار می‌کند؟

هدفون‌ها و هندرفری‌های نویز کنسلینگ صدای بسیار شفاف با وضوحی بالا دارند و اجازه نمی‌دهند صداهای مزاحم محیط مانند صدای موتور خودروها یا صحبت‌های دیگران باعث کاهش کیفیت صدای آن‌ها شود؛ اما آیا می‌دانید فناوری نویز کنسلینگ چگونه عمل می‌کند و چه مزایا و معایبی دارد؟

اگر معمولاً در محیطی پر سروصدا و شلوغ یا محیطی پررفت‌وآمد، با هندزفری و هدفون موسیقی گوش می‌دهید و می‌خواهید صدایی کاملاً شفاف با وضوح  بالا و جزئیات کامل بشنوید، توصیه می‌کنیم آن دسته از هندرفری‌ها یا هدفون‌هایی را انتخاب کنید که دارای قابلیت حذف نویز یا نویز کنسلینگ (Noise cancelling) هستند.

نویز کنسلینگ چیست؟

هدفون‌ها و هندرفری‌ها با فناوری حذف نویز از ورود صداهای محیطی مزاحم و ناخوشایند به داخل گوش جلوگیری می‌کنند و باعث می‌شوند شما صدای شفاف و واضحی را بشنوید. در حال حاضر هدفون‌ها و هندزفری‌های رده‌ بالای شرکت‌های زیادی از قابلیت نویز کنسلینگ برخوردارند؛ اما این قابلیت تنها در محصولات برخی برندها به خوبی عمل می‌کند و همین عملکرد بالا موجب فروش مناسب آن‌ها در بازار شده است..

اما آیا می‌دانید فناوری نویز کنسلینگ چگونه عمل می‌کند و چرا فناوری مفید و کارآمدی محسوب می‌شود؟ برای فهم بهتر فرایند حذف صدا یا نویزهای مزاحم توسط این فناوری ابتدا باید ببینیم که اصلاً صدا چیست.

برای تجسم بهتر صدا و درک آن به‌صورت بصری می‌توانیم نویز را به‌صورت شکلی مثل شکل بالا ترسیم کنیم. اگرچه این تصویر ساده دوبعدی می‌تواند به فهم بهتر مطالبی که در ادامه بیان خواهیم کرد، کمک کند، اما نمی‌تواند ساختار حقیقی صدا را کاملا به‌درستی تشریح کند (حداقل تا زمانی که نتوانیم معنی ضمنی و تدریجی آن را درک کنیم). برای فهم دقیق و کامل ساختار صدا باید از قوانین علم فیزیک کمک بگیریم.

صدایی که ما می‌شنویم در حقیقت تنها فشرده‌سازی و غیر فشرده‌سازی ذرات در حال جریان در یک مدیومی (در علم فیزیک مدیوم به ماده‌ای گفته می‌شود که انرژی را از ماده‌ای به ماده دیگر منتقل می‌کند) برای انتقال پیام است.

منظور ما از مدیا در این جمله جریان 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.

نویز کنسلینگ در هدفون چگونه عمل می‌کند؟

هدفون‌ها و هندرفری‌های نویز کنسلینگ بر پایه یکی از اصول فیزیک یعنی اصل آنتی فاز عمل می‌کنند، این اصل مفهوم ساده‌ای است اما به‌سختی می‌توانید آن را دقیقاً درک کنید. 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، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟

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؛ اما چگونه در هندرفری‌ها و هدفون‌ها عمل می‌کند؟

گوشی‌های هدفون‌ها و هندرفری‌های مجهز به قابلیت نویز کنسلینگ، دارای میکروفون‌های کوچکی هستند که صداهای محیطی را ضبط می‌کنند و سپس قطعات الکترونیکی درون آن‌ها این صداها را از میکروفون‌ها دریافت می‌کنند؛ در مرحله بعدی هدفون‌ها یا هندزفری‌ها صدایی را ایجاد می‌کنند که دقیقاً مخالف طول‌موج صدای ضبط‌ شده توسط میکروفون‌ها است (ضد فاز) تا آن صدا حذف شود و تنها صدایی که می‌شنوید، صدای موسیقی با وضوح و شفافیت بسیار بالا باشد.

البته نباید فراموش کنیم که قابلیت نویز کنسلینگ تنها روی کاغذ و از لحاظ نظری به‌خوبی عمل می‌کند و در گجت‌های مجهز به این قابلیت، میزان حذف صداهای محیطی تا میزان ایده‌آل حذف این صداها فاصله بسیار زیادی دارد. تشخیص صداهای مستمر مثل صدای هوهوی موتور هواپیما یا چت و حذف آن‌ها برای هدفون‌ها یا هندرفری‌های نویز کنسلینگ به‌راحتی انجام می‌شود؛ اما این دستگاه‌ها نمی‌توانند صداهای ناگهانی مانند صدای بوق ماشین و سایر اصوات مشابه را به‌خوبی تشخیص دهند و حذف کنند.

اگرچه تمام برندهای سازنده هندرفری‌ها و هدفون‌های نویز کنسلینگ از اصل فیزیکی یکسانی برای ایجاد این قابلیت بهره می‌برند، اما محصولات برخی برندها در این زمینه نسبت به سایر دستگاه‌ها عملکرد بهتری دارند.

آیا نویز کنسلینگ باعث سرگیجه می‌شود؟

متأسفانه پاسخ این سؤال مثبت است و افرادی که از هدفون‌ها یا هندرفری‌های نویز کنسلینگ استفاده می‌کنند، معمولاً احساس سرگیجه و سردرگمی دارند. در برخی موارد مشکلاتی مثل سردرد و حالت تهوع نیز برای این افراد ایجاد می‌شود. طبق گفته دکتر «سارا استاک پل» (Sarah Stockpole)، دکتر گوش حلق و بینی 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.

راه‌حل کاهش شدت این مشکلات در فرد، کاهش میزان نویز کنسلینگ فعال یا همان نویز کنسلینگ است که در مورد آن توضیح دادیم. کاهش میزان نویز به چند روش می‌تواند انجام شود. نخسین راه‌حل کاهش میزان نویز کنسلینگ توسط اپلیکیشن‌های اختصاصی هندرفری‌ها یا هدفون‌ها است که همراه‌ با برخی از آن‌ها عرضه می‌شود. شما می‌توانید از طریق کنترل پنل این اپلیکیشن‌ها یا بخش‌های مشابه میزان حذف نویز را به‌راحتی کاهش دهید.

راه‌حل دوم رفع این مشکل، خرید هدفون‌ها و هندرفری‌های نویز کنسلینگ میان‌رده و نه‌چندان خوب است! البته باید این نکته را هم خاطرنشان کنیم که چنانچه قابلیت نویز کنسلینگ باعث ایجاد سردرد، سرگیجه و حالت تهوع در شما نمی‌شود، استفاده از هدفون‌ها و هندرفری‌های نه‌چندان خوب (نسبت به نمونه‌های مشابه رده‌بالاتر) می‌تواند برایتان آزاردهنده باشد؛ بنابراین در هنگام خرید هدفون‌ها و هندرفری‌های نویز کنسلینگ باید دستگاهی را انتخاب کنید که کاملاً مناسب شرایط جسمی شما باشد.

راه‌حل سوم جلوگیری از ایجاد مشکلات جسمی ناشی از نویز کنسلینگ، خرید دستگاه‌های فاقد این قابلیت است. راه‌حل چهارم هم خرید دستگاه‌هایی است که مجهز به نویز کنسلینگ باشند؛ اما امکان خاموش یا روشن کردن این قابلیت در آن‌ها وجود داشته باشد.

در ضمن باید این نکته را متذکر شویم که درصورتی‌که معمولاً در محیطی هستید که باید به سروصدای اطراف خود واکنش سریع نشان دهید و می‌خواهید در چنین محیط‌هایی با هدفون یا هندزفری موسیقی گوش دهید، به‌هیچ‌وجه نباید دستگاه‌های دارای قابلیت نویز کنسلینگ را برای خرید انتخاب کنید و استفاده از چنین هندزفری‌ها و هدفون‌هایی می‌تواند برای‌تان دردسرآفرین شود.

لازم به توضیح است که برخی هندرفری‌ها و هدفون‌های ارزان‌قیمت دارای فناوری نویز کنسلینگ پسیو (Passive Noise Cancelling) هستند. در این دستگاه‌ها میکروفون برای ضبط صداهای محیطی و همچنین قطعات الکترونیکی برای تشخیص صداهای مزاحم محیطی و حذف آن‌ها وجود ندارد و تنها پوشش فیزیکی روی گوشی‌های آن‌ها قرار گرفته تا از ورود صداهای محیطی مزاحم به داخل گوش به‌صورت فیزیکی تا جای ممکن جلوگیری شود و فرد صدایی شفاف را بشنود.

جالب است بدانید که کیفیت کلی صدای دستگاه‌های دارای فناوری اکتیو نویز کنسلینگ نسبت به دستگاه‌های مجهز به نویز کنسلینگ، معمولا کمتر است. به همین دلیل بسیاری از سازندگان هدفون‌ها و هدست‌ها تمایل به استفاده از فناوری اکتیو نویز کنسلینگ ندارند. در ضمن در هنگام استفاده از دستگاه‌های اکتیو نویز کنسلینگ فشار خفیفی را روی گوش‌های‌تان احساس می‌کنید؛ درست مانند زمانی که در تونل در حال رانندگی هستید یا زمانی در هواپیمای در حال صعود و ارتفاع گرفتن حضور دارید. اگرچه فشار خفیف روی گوش‌ها دردناک نیست، اما در استفاده طولانی‌مدت می‌تواند آزاردهنده باشد.

در کل اگر بخواهیم این دو فناوری را به‌صورت کلی و مختصر مقایسه کنیم، باید بگوییم دستگاه‌های اکتیو نویز کنسلینگ  در هنگام پخش اصواتی با فرکانس پایین عملکرد بهتری دارند؛ اما در مقابل دستگاه‌های پسیو نویز ارزان‌تر هستند و کیفیت بهتری را ارائه می‌دهند.