GADGET. Cum funcționează căștile care anulează zgomotul exterior
În 1978, într-un zbor comercial spre Europa, preşedintele şi fondatorul corporaţiei Bose, Amar Bose, a încercat să se uite la un film. În momentul în care şi-a pus căştile pe urechi a observat că zgomotul motoarelor avionului interferau cu sunetul filmului. Aşadar, după câteva zeci de calcule pe care le-a făcut chiar atunci în avion, Bose a creat premisele primelor căşti care anulează zgomotul din exterior.
Pentru a înţelege cum funcţionează căştile trebuie întâi să înţelegem cum funcționează undele sonore. Când cei mai mulţi dintre noi ne gândim la unde, ne vine în minte imaginea undelor de apă, fie că ne referim la un ocean sau la un lac. Valurile superficiale, create spre exemplu în urmă aruncării unei pietricele în apă, sunt un exemplu perfect de unde transversale care cauzează o schimbare în mediu pe direcţia perpendicuară suprafeţei apei. Aceste „valuri” crează vârfuri şi minime. Distanţă dintre orice două vârfuri sau minime este lungimea undei în timp ce înălţimea vârfului este amplitudinea. Frecvenţa se referă la numărul de vârfuri sau minime care trec printr-un punct prestabilit pe secundă.
Undele sonore au foarte multe lucruri în comun cu undele de apă însă spre deosebire de acestea ele sunt unde longitudinale crete de o vibraţie mecanică într-un mediu capabil să producă serii de compresii şi rarefacţii (destinderi).
Când ciupiţi o coardă de chitară această începe să vibreze. Coarda care vibrează întâi împinge moleculele de aer şi apoi se retrage. Asta rezultă într-o arie în care moleculele sunt presate şi exact lângă această zonă există o arie în care moleculele sunt distanţate. Pe măsură ce aceste compresii şi rarefacţii se mişcă dintr-un punct în altul ele formează o undă longitudinală. Undele longitudinale au aceleaşi caracteristici de baza ca cele transversale. O compresie este de fapt un vârf iar o rarefacţie este un minim. Distanţa dintre două compresii este aşadar lungimea undei în timp ce amplitudinea se referă la cantitatea de aer comprimat. Frecvenţa se referă la numărul de compresii care trec printr-un punct fix pe secundă.
Pentru undele sonore amplitudinea determină intensitatea sau forţa sunetului. Frecvenţa determină pitch-ul, aşadar frecvențe mai înalte corespund notelor mai înalte, iar frecvențele joase produc note mai joase.
Creierul uman este capabil să interpreteze aceste caracteristici ale sunetului însă, înainte ca acest lucru să se întâmple, undele sonore trebuie detectate de ureche. Aşadar acum urmează să aruncăm o privire la sisteme de transmitere a sunetului precum boxe sau căşti.
Pentru a asculta ce este înregistrat pe un CD, casetă sau disc de vinil, datele stocate pe aceste medii trebuie convertite în unde sonore. Aşadar este nevoie ca informaţia să fie transformată în semnale electrice care urmează să treacă printr-un sistem de translaţie care poate converti semnalele electrice în unde longitudinale pe care urechea să le poată interpreta. Boxele sunt un astfel sistem de translaţie însă ele se află departe de ureche. Aşa au apărut căştile menite să aducă sunetele mai aproape de urechile noastre.
Căştile se diferenţiază în funcţie de tipul de tehnologie de translaţie pe care o folosesc. Aşadar, putem identifica două tipuri de căşti: cele care folosesc o tehnologie electrostatică şi cele care folosesc un sistem dinamic.
Căştile dinamice sunt cele mai populare tipuri de căşti, aşadar o să aruncăm o privire mai atentă la tipurile de design care diferenţiază între aceste device-uri. În primul rând avem căştile Supraaurale cunsocute şi că „on-ear” sau peste ureche. Acestea sunt realizate cel mai adesea din materiale moi precum un burete şi se rotesc liber pentru a reduce punctele de presiune şi a îmbunătăţii gradul de potrivire. Deoarece acestea stau deasupra urechii, căştile on-ear scapă sunet în exterior şi permit şi zgomotului să între.
Căştile circumaurale cunoscute şi sub numele de „around ear” sunt căşti care izolează aproape de tot urechile ascultătorilor. Deoarece formează un mediu închis în jurul urechii acestea sunt mult mai puţin permisive la zgomotele din exterior, însă preţul este unul de comfort. Aceste tipuri de căşti sunt de obicei mult mai grele și mai puțin confortabile.
Ultimul tip de căşti sunt cele „in-ear" care sunt şi ele împărţite în căşti de tip ear-bud sau căşti de tip canal. Primele se poartă în deschizătura urechii iar cele de tip canal se situează în interiorul canalului formând un mediu aproape izolat. Calitatea sunetului tinde să fie excelentă pentru acest tip de căşti, dar acest lucru depinde bineînţeles de cât de bine se potrivesc în urechile ascultătorului.
Din păcate, însă, pentru iubitorii de muzică multe tipuri de zgomot ambiental pot interfera sau pot chiar bloca sunetul care vine de la căşti. Dacă aţi încercat vreodată să ascultaţi muzică în avion, tramvai sau chiar pe o stradă aglomerată, probabil v-aţi confruntat cu această problemă.
Din fericire căştile de tip „noise cancelling” fac experienţa de ascultare mult mai plăcută. Acestea se împart în două categorii: căşti active sau pasive. Tehnic vorbind, orice tip de căşti pot oferi o reducere pasivă a zgomotului. Asta deoarece materialele din care sunt realizate căştile blochează o parte din undele sonore în mod special cele de frecvente mai înalte. Cele mai bune astfel de căşti sunt cele circumaurale, care sunt construite astfel încât să maximizeze filtrarea sunetelor. Aceste tipuri de căşti reduc zgomotul cu o intensitate de aproximativ 15-20 de decibeli.
Luând însă în considerare faptul că un motor de avion produce un zgomot de 75-80 de decibeli mai rămâne destul de mult zgomot care ar trebui anulat. Aici intervin sistemele active de reducere a zgomotului.
Căştile active blochează şi ele în mod pasiv zgomotul prin materialele folosite. Însă, pe lângă asta, ele şterg în mod activ sunetele de frecvențe joase. Cum reuşesc să facă asta? Aceste device-uri crează propriile unde sonore care imită zgomotul exterior în toate privinţele mai puţin una: undele sonore create de căşti călătoresc în direcţia exact opusă a celor din exterior. Cele două unde se anulează reciproc printr-un proces numit interferență distructivă.
Pentru asta căştile au nevoie de o serie de componente. În primul rând un microfon care este plasat în cupa căştilor şi ascultă sunetele externe care nu pot fi blocate pasiv. Circuitul electronic plasat de asemenea în cupa primeşte informaţiile de la microfon şi generează o amprentă a zgomotului notând frecvenţa şi amplitudinea undelor externe. Apoi crează o nouă undă echivalentă pe care o trimite la 180 de grade faţă de prima. Anti-sunetul creat de sistemul electronic este transmis prin intermediul boxelor împreună cu melodia fără să afecteze calitatea muzicii. Şi bineînţeles, termenul „activ” se referă la faptul că sistemul are nevoie de energie pentru a produce efectul de anti-zgomot. Aşadar aceste căşti au nevoie de baterii.
Folosind aceste componente, căştile ce anulează zgomotul sunt capabile să reducă sunetele ambientale cu încă 30 de decibeli. Aşadar mai mult de 80% din zgomot este blocat în mod eficient.
Urmărește știrile Digi24.ro și pe Google News
