หูฟังตัดเสียงรบกวนทำงานอย่างไร (และเราทดสอบอย่างไร)

Bose เปิดตัวหูฟัง QuietComfort ครั้งแรกในปี 2000 และตั้งแต่นั้นมา โลกของการตัดเสียงรบกวนระดับผู้บริโภค (ANC) ก็เติบโตขึ้นอย่างทวีคูณ ทุกปี เราทดสอบหูฟังและหูฟังที่สัญญาว่าจะปิดกั้นเสียงรอบตัวคุณ ไม่ว่าจะเป็นเสียงก้องของเครื่องบินที่กำลังขึ้นหรือเพื่อนร่วมงานช่างพูดที่มีแป้นพิมพ์แบบกลไก แต่การตัดเสียงรบกวนคืออะไร และเราจะทดสอบได้อย่างไร เราพร้อมช่วยให้คุณเข้าใจถึงสิ่งที่ ANC สามารถและไม่สามารถทำได้ และสิ่งที่เรามองหาในการทดสอบเพื่อหารุ่นที่ดีที่สุดที่คุณสามารถซื้อได้

การตัดเสียงรบกวนแบบพาสซีฟ (หรือการแยกสัญญาณรบกวน)

หูฟังและหูฟังได้รับการออกแบบมาเกือบทุกครั้งเพื่อป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอกในบางรูปแบบ การตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟใช้วงจรที่ซับซ้อน (ซึ่งเราจะอธิบายด้านล่าง) แต่นั่นไม่ใช่วิธีเดียวที่จะทำได้

การตัดเสียงรบกวนแบบพาสซีฟหรือการแยกเสียงรบกวน ใช้วัสดุและวิศวกรรมทางกายภาพเพื่อป้องกันหูของคุณจากเสียงภายนอกด้วยตนเอง ที่อุดหูให้การแยกเสียงรบกวนแบบพาสซีฟ เช่นเดียวกับหูฟังในคลองส่วนใหญ่ เนื่องจากจุกหูฟังซิลิโคนหรือโฟมจะพอดีกับหูของคุณ หูฟังแบบครอบหู (แบบครอบหู) ยังสามารถแยกเสียงรบกวนแบบพาสซีฟ โดยใช้ที่ครอบหูเพื่อสร้างการครอบรอบหูที่เชื่อถือได้ เพื่อป้องกันเสียงรบกวนรอบข้างที่เหมาะสม เสริมประสิทธิภาพด้วยวัสดุอย่างเมมโมรี่โฟม หูฟัง ANC มักใช้องค์ประกอบเหล่านี้เพื่อช่วยป้องกันเสียงรบกวนนอกเหนือจากวงจรที่ใช้

ดังนั้น ไม่ว่าเราจะพูดถึงหูฟังแบบปิดช่องคลองหรือหูฟังครอบหูก็ตาม มันเริ่มต้นด้วยการแยกสัญญาณรบกวนก่อนที่วงจร ANC ที่ซับซ้อนกว่าจะเข้ามามีบทบาท

กุญแจสำคัญในการตัดเสียงรบกวน: เสียงผกผัน

แนวคิดพื้นฐานของการตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟนั้นเรียบง่าย ลองนึกถึงคลื่นไซน์บนกราฟ โดยความสูงของส่วนโค้งอยู่ในแดนบวก ทีนี้ ลองจินตนาการถึงค่าผกผันที่แน่นอนของสิ่งนั้น โดยมีจุดต่ำสุดอยู่ในแนวเดียวกับจุดสูงสุดของคลื่นไซน์บวก เช่นเดียวกับการเพิ่มผลลัพธ์ 1 ต่อ -1 ใน 0 คลื่นทั้งสองนี้จะตัดกัน ดังนั้น ถ้าคลื่นเป็นตัวแทนของสัญญาณเสียง พวกมันก็ทำให้กันและกันเป็นโมฆะ ทำให้เกิดความเงียบ

นั่นคือสิ่งที่ ANC เป็น ไมโครโฟนที่ติดตั้งในหูฟัง ANC จะจับเสียงรบกวนรอบข้าง และวงจรประมวลผลเสียงจะนำเสียงเหล่านั้นมาสร้างผกผันเพื่อตัดเสียงรบกวนแบบเรียลไทม์

หากเสียงทั้งหมดรอบตัวเราเรียบง่ายและคาดเดาได้เหมือนคลื่นไซน์ การตัดเสียงรบกวนแบบแอคทีฟจะใช้งานง่าย ถูกกว่าในการผลิต และมีประสิทธิภาพสูงเกือบตลอดเวลา แต่เสียงไม่ค่อยจะนิ่งขนาดนั้น และความซับซ้อนของมันอาจทำให้วงจรตัดเสียงรบกวนสร้างการผกผันที่แม่นยำได้ยาก ANC มักจะทำงานได้ดีสำหรับเสียงที่คงที่ เช่น เสียงหึ่งของหน่วยไฟฟ้ากระแสสลับหรือเสียงก้องของเครื่องบิน ยากกว่าที่จะสร้างการผกผันอย่างแม่นยำสำหรับเสียงที่มีระดับเสียงและระดับเสียงแตกต่างกันเล็กน้อย เช่น มีคนร้องเพลง หรือเสียงกระทบ เช่น มีคนปรบมือ

ยิ่งไปกว่านั้น แม้ว่าเสียงความถี่ต่ำจะค่อนข้างง่ายที่จะสร้างคลื่นผกผัน แต่ความถี่ที่สูงขึ้นนั้นปรับได้ยากกว่า เนื่องจาก ANC ทำงานได้ดีที่สุดกับความถี่ต่ำและเสียงที่นิ่ง ผู้ผลิตจึงใช้เทคนิคเพิ่มเติมบางอย่างเพื่อย้อนกลับเสียงสูงและเสียงชั่วคราว

เคล็ดลับหนึ่งที่เรามักเห็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหูฟังตัดเสียงรบกวนที่มีราคาถูกกว่าคือผู้ผลิตจะใส่เสียงฟู่เหมือนเสียงสีขาวลงในสัญญาณที่ปิดบังความถี่ที่วงจรไม่สามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี่ไม่ใช่การตัดเสียงรบกวน แต่เป็นการสร้างเสียงรบกวน และเราบันทึกไว้ในรีวิวของเราทุกครั้งที่ได้ยิน

Active Noise Cancelling กับ Adaptive Noise Cancellation

การยกเลิกเสียงรบกวนแบบปรับได้อย่างเห็นได้ชัดหมายถึงการยกเลิกเสียงรบกวนที่ปรับให้เข้ากับเสียงที่ได้ยินแบบเรียลไทม์เพื่อสร้างการตัดเสียงรบกวนที่ดีที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมนั้น หากคุณชอบคำจำกัดความพื้นฐานของ ANC มาก แสดงว่าคุณไม่ผิด ท้ายที่สุด ANC จะต้องปรับตัวได้ ไม่เช่นนั้นมันจะไม่ทำงาน แต่บางบริษัทกำลังผลักดันแนวคิดที่ว่าระบบตัดเสียงรบกวนสามารถบอกได้ว่าคุณอยู่ที่ไหน และปรับการทำงานของวงจรให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่น รุ่นล่าสุดของ Sony ทำงานร่วมกับแอปที่มีความสามารถในการ "เรียนรู้" สภาพแวดล้อมที่คุณอยู่บ่อยๆ และเสนอ ANC ที่ดีที่สุดสำหรับพื้นที่เหล่านั้น

ไม่ว่าทุกอย่างจะฟังดูก้าวหน้าเพียงใด หัวใจของมันคือสิ่งที่ ANC ควรทำทั้งหมด ANC ไม่ควรทำงานในสถานีรถไฟ แต่ต้องทำงานทุกที่ ซึ่งต้องการผลลัพธ์ที่ดีที่สุดโดยอิงจากการวิเคราะห์เสียงแบบเรียลไทม์จากไมโครโฟนที่คอยตรวจสอบสภาพแวดล้อมของคุณอยู่ตลอดเวลา

ดังนั้น พูดตรงๆ คือ เทคโนโลยีมีการปรับปรุงอยู่เสมอ และผู้ผลิตจำเป็นต้องคิดค้นศัพท์แสงออกสู่ตลาดและสร้างความแตกต่างจากรุ่นก่อนๆ ใช่แล้ว สิ่งที่เรียกว่าการตัดเสียงรบกวนแบบปรับได้นั้นเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ของ ANC จากปีก่อนๆ แต่ด้วยระดับประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอที่แตกต่างกัน และความเอาใจใส่ในการขายเล็กน้อย

ปัญหาการยกเลิกเสียงรบกวนทั่วไป

ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เสียงฟู่เป็นสิ่งที่ควรระวัง และปัญหาทั่วไปในหูฟังราคาประหยัด ธงสีแดงอีกประการหนึ่งคือผลกระทบของการตัดเสียงรบกวนต่อเอาต์พุตเสียงของหูฟังคู่หนึ่ง การเปิดและปิด ANC ไม่ควรเปลี่ยนลายเซ็นของเสียง และสำหรับรุ่นคุณภาพสูงก็ไม่เปลี่ยน แต่เราได้ทดสอบหูฟัง ANC จำนวนมากที่มีปัญหาในเรื่องนี้ บางครั้งการเปลี่ยนแปลงในลายเซ็นเสียงนั้นบอบบางมาก แต่คู่ที่ถูกกว่าจำนวนมากฟังดูแตกต่างอย่างมากเมื่อเปิด ANC และควรหลีกเลี่ยงรุ่นเหล่านั้น

ความดันในหูเป็นอีกปัญหาหนึ่ง การรับรู้การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก ANC นั้นแตกต่างกันไปไม่เฉพาะในหูฟังแต่ละข้างเท่านั้น แต่ยังแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลด้วย คู่หนึ่งอาจรู้สึกดีกับฉัน แต่รู้สึกอึดอัดอย่างสุดซึ้งในหัวของคุณ เราทุกคนต่างก็สร้างขึ้นมาแตกต่างกัน ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ คุณควรทดสอบหูฟังด้วยตัวเองเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีแรงกดดันในหู การอาศัยสิ่งที่รีวิวบอกว่ามีประโยชน์ในระดับหนึ่ง แต่สุดท้ายแล้ว ฉันไม่รู้ว่าหูของคุณจะตอบสนองแบบเดียวกับที่ฉันทำกับการตัดเสียงรบกวนจากหูฟังคู่หนึ่งหรือไม่

เราทดสอบการตัดเสียงรบกวนอย่างไร

เชื่อหรือไม่ ขั้นตอนการทดสอบหูฟังตัดเสียงรบกวนของเรายังคงเหมือนเดิมในช่วงการระบาดของ COVID-19 อย่างที่เคยเป็นมาเมื่อหลายปีก่อน ท้ายที่สุด เราไม่ได้เดินทางข้ามประเทศทุกครั้งที่เราทดสอบหูฟังคู่ใหม่ และในขณะที่นิวยอร์กซิตี้ที่เราทำการทดสอบนั้นเงียบกว่าปกติ การทดสอบบนท้องถนนเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของวิธีที่เรากำหนดประสิทธิภาพของหูฟัง ANC เพื่อที่จะบอกได้ชัดเจนว่าคู่ไหนรองรับความถี่ใดได้ดีที่สุด เราต้องการความสม่ำเสมอ และเราไม่สามารถหาได้ง่ายๆ บนท้องถนน

ดังนั้นสำหรับการทดสอบส่วนใหญ่ของเรา เราใช้ไฟล์เสียงเดียวกัน ที่ระดับเสียงเท่ากัน ผ่านลำโพงตัวเดียวกัน ในห้องบำบัดเสียงเดียวกันเพื่อสร้างเสียงรบกวน เราทดสอบด้วยไฟล์เสียงของเสียงก้องความถี่ต่ำ ไฟล์การกวาดความถี่สูง และการบันทึกร้านอาหารที่มีเสียงดังและสภาพแวดล้อมในสำนักงาน เรายังทดสอบหูฟังด้วยการทดสอบความเครียด เล่นไฟล์เสียงในระดับเสียงสูงที่ไม่มีคู่ใดสามารถยกเลิกได้อย่างเต็มที่ เพื่อพิจารณาว่าหูฟังเหล่านี้มีประสิทธิภาพเพียงใดภายใต้สภาวะที่รุนแรง

เมื่อเปรียบเทียบวิธีที่หูฟังจัดการกับไฟล์เสียงเหล่านี้กับเสียงรบกวนจากภายนอก เราสามารถอ่านได้ว่ารุ่นใดมีประสิทธิภาพในการโทรกลับเสียงรบกวนมากกว่า คำตอบไม่ได้ตรงไปตรงมาเสมอไป บางคู่ดีกว่าคู่อื่นในการกำจัดช่วงความถี่เฉพาะ บางคู่ไม่สอดคล้องกัน และบางคู่ทำได้ดีกว่าที่ระดับเสียงหนึ่ง แต่แย่กว่าอย่างเห็นได้ชัดที่อีกระดับหนึ่ง

จากนั้นก็มีปัญหาเรื่องฟู่ดังกล่าว ซึ่งเราทดสอบกันในห้องที่เงียบเป็นพิเศษ พื้นที่ทดสอบกึ่งเก็บเสียงและบำบัดด้วยเสียงของเราเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งนี้ ทำให้เราฟังฟู่โดยไม่มีเสียงรบกวนจากภายนอกแต่อย่างใด เมื่อเสียงฟู่ที่ได้ยินถูกเพิ่มเข้าไปในสัญญาณเสียงในห้องที่เงียบเป็นพิเศษ การเปิดใช้งาน ANC จะทำให้ทุกอย่างดังขึ้นและไม่เงียบลง

เห็นได้ชัดว่าการทดสอบทั้งหมดนี้เสร็จสิ้นโดยไม่มีการเล่นเพลงผ่านหูฟัง แต่เรายังทดสอบประสิทธิภาพเสียงด้วย ทั้งเพื่อดูว่าหูฟังมีเสียงอย่างไร และเพื่อดูว่า ANC เปลี่ยนแปลงลายเซ็นเสียงหรือไม่ ท้ายที่สุด สิ่งเหล่านี้คือหูฟัง และเสียงของพวกมันมีความสำคัญพอๆ กับที่กันเสียงภายนอกได้ดีเพียงใด สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่เราประเมินประสิทธิภาพเสียง โปรดดูเรื่องราวของเราเกี่ยวกับวิธีทดสอบหูฟัง

สุดท้าย เมื่อการทดสอบทั้งหมดของเราเสร็จสิ้น เราจะพิจารณาการตัดเสียงรบกวนและประสิทธิภาพเสียง นอกเหนือจากปัจจัยอื่นๆ เช่น ราคาและประสบการณ์ของผู้ใช้เพื่อกำหนดระดับ เราทดสอบหูฟังตัดเสียงรบกวนหลัก (และไม่สำคัญ) ส่วนใหญ่ในตลาด และบทวิจารณ์แต่ละข้อของเราเจาะลึกลงไปในทุกแง่มุมของประสิทธิภาพการทำงาน

สำหรับการดูรุ่นที่เราชื่นชอบในปัจจุบัน ดูคำแนะนำของเราเกี่ยวกับหูฟังตัดเสียงรบกวนที่ดีที่สุด หูฟังไร้สายจริงตัดเสียงรบกวนที่ดีที่สุด และการเปรียบเทียบแบบตัวต่อตัวของรุ่น ANC ชั้นนำในตลาดตอนนี้