Ao avaliar um par de fones intra-auriculares, você pode perceber que ativar o ANC (cancelamento ativo de ruído) reduz bastante o zumbido grave de um ar-condicionado, enquanto a voz de alguém próximo continua audível. O que causa essa diferença? Entendê-la ajuda a saber exatamente o que a função de cancelamento de ruído altera.
Na Yinshidon, nosso trabalho de desenvolvimento e fabricação de fones completos nos leva a considerar o cancelamento de ruído como parte do conjunto. Os microfones captam o som, um processador calcula um sinal de compensação e o alto-falante transforma esse sinal em som. O ajuste da ponteira no ouvido também influencia a entrada do som no canal auditivo. O ANC funciona dentro das condições acústicas criadas pela atuação conjunta de todas essas partes.
Como o ANC reduz o ruído dentro do ouvido
O ANC faz o fone produzir um som de compensação, muitas vezes chamado de antirruído, para reduzir o ruído ambiente dentro do ouvido. O princípio central é a superposição das pressões sonoras: durante a propagação do som, a pressão do ar aumenta e diminui em torno do seu valor de equilíbrio. Quando dois sons chegam ao mesmo ponto ao mesmo tempo, suas variações de pressão se somam.
A frequência é o número de ciclos de pressão por segundo. Considere um som de uma única frequência. Quando o ruído eleva a pressão em determinado ponto, o antirruído a reduz; quando o ruído a reduz, o antirruído a eleva. Se ambos tiverem a mesma amplitude e variações de pressão opostas, poderão se cancelar naquele ponto. Essa relação é chamada de oposição de fase. As duas curvas do diagrama têm o mesmo número de ciclos, mas os picos de uma coincidem com os vales da outra.
Em um fone real, esse cancelamento precisa ocorrer da forma mais eficaz possível dentro do ouvido. O microfone converte o som captado em um sinal elétrico. O controlador processa esse sinal e aciona o alto-falante para produzir o antirruído. Ao atravessar o fone e o canal auditivo, o som muda de amplitude e de instante de chegada. O controlador precisa considerar essas mudanças para que o antirruído corresponda ao ruído o mais precisamente possível ao chegar ao ouvido.
Portanto, o ANC faz mais do que simplesmente inverter e reproduzir o que o microfone recebe. Se o antirruído tiver amplitude inadequada ou chegar no momento errado, parte do ruído permanecerá após a combinação dos sons. A metade inferior do diagrama mostra essa pressão sonora residual. Ambientes reais contêm muitas frequências, e tanto as fontes sonoras quanto a forma de usar os fones podem mudar. Manter um cancelamento eficaz é muito mais complexo do que o exemplo de frequência única mostrado aqui.
ANC antecipativo, por realimentação e híbrido: o que cada microfone capta
Para calcular o antirruído, o sistema primeiro precisa de informações sobre o ruído. Para ajustar o resultado, também pode monitorar o som dentro do ouvido. O ANC antecipativo, por realimentação e híbrido se diferencia principalmente pelos sinais de microfone utilizados.
| Tipo de ANC | Onde o microfone capta o som | Como a informação é utilizada |
|---|---|---|
| Antecipativo (FF) | No lado do fone voltado para o ambiente externo | Fornece uma referência antecipada do ruído ambiente para ajudar a gerar o antirruído |
| Por realimentação (FB) | No lado do fone voltado para o canal auditivo | Envia ao controlador o som real junto ao ouvido para ajudar a gerar o antirruído |
| Híbrido | Utiliza informações tanto do lado externo quanto do lado voltado para o ouvido | Combina a referência externa com a realimentação do ouvido para coordenar as duas abordagens |
O ANC antecipativo pode captar o som externo mais cedo. Porém, o sinal no microfone externo não é idêntico ao som que chega ao ouvido depois de atravessar o fone. Mudanças no ajuste ou na direção do ruído podem tornar a compensação existente menos precisa.
O microfone de realimentação capta continuamente o som próximo ao canal auditivo, incluindo o ruído que resta após o cancelamento e a música reproduzida pelo alto-falante. Esse sinal retorna ao controlador e contribui para gerar o próximo sinal de antirruído, formando uma malha de realimentação. O controlador precisa administrar a interação entre música e cancelamento de ruído, mantendo a malha estável para evitar microfonia. O ANC híbrido permite combinar as duas abordagens, mas o resultado ainda depende do projeto acústico e da calibração específicos.
Por que o ronco grave diminui, mas as vozes continuam audíveis
O ANC geralmente reduz melhor os componentes contínuos de baixa frequência de sons como motores e aparelhos de ar-condicionado. Uma onda sonora de baixa frequência leva mais tempo para completar cada ciclo, facilitando a manutenção da relação de fase adequada entre o antirruído e o ruído.
À medida que a frequência aumenta, os ciclos de pressão sonora ficam mais rápidos. O mesmo atraso de processamento passa a ocupar uma parcela maior de cada ciclo, dificultando o alinhamento do antirruído com o ruído. Variações da resposta acústica dentro do ouvido em frequências mais altas também dificultam o controle. Por isso, os fones reais frequentemente precisam combinar a compensação ativa com o isolamento passivo proporcionado pelas ponteiras e carcaças.
A fala contém muitas frequências, e seu volume e sua pronúncia mudam continuamente. O ANC pode reduzir alguns desses componentes, mas ainda pode restar som suficiente para que a fala seja audível. Não há contradição em ouvir menos ronco grave e continuar ouvindo vozes. Isso não significa que a fala seja um tipo de ruído que não possa ser reduzido de forma alguma.
Um único valor máximo de redução de ruído também não significa que todos os sons ficarão mais baixos na mesma proporção. A mudança que o ouvinte realmente percebe depende da atenuação nas diferentes frequências, do ambiente sonoro e do ajuste dos fones.
O ajuste das ponteiras faz parte do cancelamento de ruído
Quando a ponteira se ajusta ao canal auditivo, ela impede a entrada de parte do som externo. Isso é isolamento passivo de ruído. Ele não exige cálculos de um controlador e pode atuar junto com o ANC.
Uma fresta permite a entrada de mais som ambiente no ouvido. Também altera a resposta acústica do som produzido pelo alto-falante dentro do ouvido, principalmente nas baixas frequências. Portanto, tanto o ruído quanto o antirruído são afetados, e as mesmas configurações de ANC podem produzir resultados diferentes.
Isso explica por que trocar as ponteiras por outras de tamanho adequado ou ajustar a posição de uso pode mudar a percepção do cancelamento de ruído. Um bom ajuste deve ser confortável, estável e bem vedado; inserir os fones cada vez mais fundo não é a solução. Ao comparar dois pares de fones ou duas calibrações, mantenha as ponteiras, a posição de uso, o modo ANC e as condições de ruído o mais constantes possível. Caso contrário, fica difícil saber se a mudança vem da calibração ou de um vazamento de som.
ANC e redução de ruído em chamadas melhoram o som em pontas diferentes
O ANC reduz principalmente o som ambiente dentro dos ouvidos de quem usa os fones, proporcionando uma escuta mais silenciosa. Já a redução de ruído em chamadas processa o sinal do microfone que será enviado à pessoa do outro lado da ligação. Ela reduz a interferência de fundo nesse sinal para que a outra pessoa ouça quem fala com mais clareza.
As duas funções podem atuar juntas no mesmo par de fones, mas processam sons diferentes e enviam os resultados para destinos distintos. Alguém ouvir sua voz claramente não comprova que os fones tenham um ANC intra-auricular forte. Da mesma forma, uma escuta silenciosa, por si só, não comprova que os microfones captem uma fala clara para chamadas. Ao avaliar uma função de redução de ruído, identifique primeiro de quem é o som que ela melhora e observe depois a diferença nas condições reais de ambiente e ajuste.
