» «

ביטול רעשים אקטיבי

סינון רעשים
איך פועל מנגנון לסינון רעשים?



סינון רעשים (Noise Cancelling) הוא צורך מורגש במצבים שבהם אנו זקוקים לפעילות שקטה ונמצאים בלב סביבה רועשת. אוזניות ומערכות קול שונות מצוידות במערכות למחיקת רעשים, שרובן מתבססות על 'פאזה הפוכה', שיטה שבה מיקרופונים מיוחדים "מאזינים" לרעש שבא מבחוץ ומשתמשים באמצעים אקוסטיים כדי להשתיקו.

המנגנון האלקטרוני החכם לסינון רעשים, שמותקן כיום במכשירים כאלה, דוגמת טלפונים חכמים ואוזניות איכותיות, מבחין בין רעש הרקע שמסביב לצליל המוסיקה או הדיבור שבאוזניות ומצמצם את רעש הרקע. כך ניתן להאזין למוסיקה בזמן טיסה, או לנהל שיחה בטלפון גם כשנמצאים בסביבה רועשת כמו רחוב הומה אדם, אוטובוס מלא בדיבורים ורעשים, או מועדון ריקודים מפוצץ אדם.

בשיטה זו מזהים המיקרופונים החיצוניים לסינון רעשים את כיווני רעש וחוסמים אותם נקודתית. מיקרופון חיצוני קולט את הרעש שבא מבחוץ ומערכת אלקטרונית "משמיעה" במקביל אליו את הרעש הזה בהיפוך, בשיטת 'הפאזה ההפוכה'. פעולה זו מצמצמת את מרבית הרעש ומשאירה את המוסיקה או את קולו של הדובר שבצד השני של הטלפון הסלולארי נקיים ובהירים יותר.

צמצום הרעש בשיטה זו משמש כיום באוזניות, מכוניות, תאי שקט ועוד. יש גם פיתוחים שמנסים לעשות זאת בעזרת מכשיר הנצמד אל החלון ומשתיק את רעש הרחוב.

אך אלגוריתם סינון הרעשים הממוצע, של הטלפון למשל, אינו מושלם. הוא פוגע ומטשטש גם את הקול שמצדו השני, שכן הוא מתבסס על הבחנה בין רעש הרקע לקולו של הדובר וצמצום הרעש כולו. שיטות מתקדמות יותר שפותחו לאחרונה מצליחות לצמצם רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע במוסיקה או בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון. כך מושתק הרעש המטריד, אך קולו של הדובר ברור יותר והמוסיקה נפגעת הרבה פחות.


הנה הסבר השיטה של פאזה הפוכה:

http://youtu.be/F7D_pnaexG0


מנגנון ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, מאפשר כיום בחירה בין סוגי ורמות סינון:

https://youtu.be/vuoxprrEwbg


הסבר השיטה לביטול רעשים שפותחה בידי מהנדסי חברת Bose:

https://youtu.be/zj33WAODsJg


הסבר מילולי יותר:

http://youtu.be/KHsXA_LE3e4


מערכת ביטול רעשים מודרנית ל אוזניות אלחוטיות הן ממש חכמות:

https://youtu.be/VIi04uD8LtY


ופיתוח של כפתור שקט המאפשר לסנן את רעשי הרחוב בסלון שלך:

http://youtu.be/Mv6sBuwzLhk
אוזניות מבטלות רעשים
מי המציא את האוזניות מסננות הרעשים?



נראה שהתרגלנו די מהר לקיומן של האוזניות האלחוטיות הזעירות, עם ביטול הרעשים האקטיבי (Active Noise canceling ובקיצור ANC). העקרון ברור: צמצום רעשים מוגדרים, מבלי לפגוע בקולו של הדובר שבצדו השני של הטלפון, או במוסיקה.

השיטה מתבססת על מיקרופונים מיוחדים שמכניסים את הרעש, שמטופל על ידי מנגנון המשתיק בדיוק אותו ומשאיר את האוזניות לצליל הרצוי - מוסיקה או שיחה.

יש משהו באוזניות הללו שמאפשר לנו להנתק מהרעש שמקיף אותנו כל הזמן וליהנות מהשקט ובעיקר מהרעש שאנחנו אוהבים ושנקרא "המוסיקה שלנו". פשוט ממכר.

השחקנית העיקרית בשוק הזה הייתה, עד לפני כמה שנים, חברת Bose. זה ממש לא במקרה, כי Bose היא מי שהמציאה ופיתחה את הטכנולוגיה הזו ראשונה.

למעשה, האדם שעלה על הרעיון לייצר אוזניות המבטלות רעשים היה מנכ"ל חברת האודיו Bose והאיש החזק בה, ד"ר אמר בוז (Amar Bose).

בוז, מייסד החברה, טס בשנות ה-70 בטיסה מציריך לבוסטון. כמו בכל טיסותיו, הוא נוכח שוב עד כמה רעש הטיסה וליתר דיוק רעש המנועים ומערכות המטוס, מפריע לו להאזין למוסיקה. באותה טיסה הוא מחליט לפתח מערכת לביטול רעשים, שתשתיק את הרעש הזה.

הדרך תהיה ארוכה ויקרה, אבל בוז עומד בראש חברת אודיו מובילה והוא עצמו הראה בעבר גם תבונה עסקית וגם חושים מצוינים לפיתוח של טכנולוגיות קול משובחות. 50 מיליון דולר ועשר שנים אחר-כך, ב-1986, הושלם פיתוח הגרסה הראשונה של מערכת ביטול הרעשים שפיתחה Bose.

האוזניות הראשונות נרכשו עבור טייסים במטוסי נוסעים ובמטוסי קרב. פה ושם הוזמנו אזניות כאלה עבור הנוסעים במחלקות הראשונות ומחלקות העסקים במטוסים מסחריים.

השנים עברו ואם עד לא מזמן היה שוק האוזניות מבטלות הרעש שוק פרימיום, שהוא יקר מאוד, בשנים האחרונות הופכת טכנולוגיית ביטול הרעשים האקטיבי (ANC) לזולה ונגישה במיוחד.בשוק נמכרות כיום אוזניות עם ביטול רעשים אקטיבי במחירים שמתחילים במאות שקלים בודדות.

וכך מופצים היום בשוק אינספור דגמים של אוזניות עם ביטול רעשים אקטיבי. חלקן אוזניות גדולות וקלאסיות, בגודל מלא, היושבות על האוזניים, מכסות אותן ומצוידות במערכות ביטול רעשים מתוחכמות, אך נמכרים גם המוני דגמים של אוזניות אין-איר (In ear) קטנות, שעושות עבודה טובה, ברמות שונות של ניקוי או ביטול רעשים וגובות מחיר בהתאם.

אוזניות האין-איר הללו הן אוזניות זעירות ואלחוטיות, היושבות בתוך האוזן ומבטלות רעשים בגבורה. ההצלחה שלהן היא תודות לשבבים משוכללים, זולים וזעירים מאי פעם, של חברות שבבים כמו קוואלקום ומתחרותיה ומזעור של הרמקולים האיכותיים ומערכות האלקטרוניקה לביטול הרעשים, לגדלים שלא יאומנו.

וכך, עם דגמים היושבים מעל האוזן ומקיפים אותה, כמו דגם Sony WH-H900N המשובח של שנת 2021 ודומיו, ודגמים בתוך האוזן כמו אלה של חברת Jabra או אפילו באייר פודס של Apple, השוק הזה מתפוצץ ומגיע לכל כיס כמעט.


הנה סיפורו המצאת האוזניות מבטלות הרעשים של מייסד Bose:

https://youtu.be/zj33WAODsJg


אוזניות עם מערכת סינון רעשים אקטיבית מצליחות להשתיק את הרעש כמעט לחלוטין:

https://youtu.be/-1bVSz3hs4c


היום שוק האוזניות עם ביטול הרעשים האקטיבי, בקיצור ANC, הוא עצום (עברית):

https://youtu.be/LpTyBNRAFJM


סקירת אוזניות עם סינון רעשים אקטיבי (עברית):

https://youtu.be/tKdfnjRjMkM


ומערכת ביטול הרעשים המודרנית והחכמה לאוזניות האלחוטיות:

https://youtu.be/VIi04uD8LtY


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.