Trong vài thập kỷ trở lại đây, tai nghe và tai nghe nhét tai chống ồn chủ động đã trở nên phổ biến hơn bao giờ hết. Từng chỉ là một sản phẩm dành cho nhóm người dùng thường xuyên di chuyển bằng máy bay, công nghệ này giờ đây đã trở thành một tính năng quen thuộc trên nhiều thiết bị âm thanh phổ thông.
Khi tìm hiểu về các mẫu tai nghe chống ồn, một điểm dễ gây nhầm lẫn là sự khác biệt giữa chống ồn thụ động và chống ồn chủ động. Vì vậy, để hiểu rõ khả năng chống ồn của tai nghe, cần xem xét kỹ càng cả hai phương pháp này.
CHỐNG ỒN THỤ ĐỘNG CHẶN ÂM THANH BẰNG THIẾT KẾ VẬT LÝ
Chống ồn thụ động là hình thức giảm tiếng ồn đơn giản và dễ hiểu nhất. Phương pháp này không sử dụng công nghệ xử lý âm thanh mà dựa vào các yếu tố vật lý để ngăn tiếng ồn từ bên ngoài truyền đến tai.
Khi dùng tay che tai để giảm bớt âm thanh xung quanh, đó chính là một ví dụ về chống ồn thụ động. Việc sử dụng nút tai hoặc chụp tai cũng hoạt động theo nguyên lý tương tự. Đối với tai nghe và tai nghe nhét tai, khả năng chống ồn thụ động xuất hiện ngay từ thời điểm đeo thiết bị lên tai, ngay cả khi tai nghe chưa được bật.
Trên thực tế, hầu hết tai nghe nhét tai và tai nghe chụp tai đều có khả năng chống ồn thụ động ở một mức độ nhất định. Với tai nghe chụp tai, phần đệm tai bao phủ toàn bộ khu vực xung quanh tai tạo thành một lớp ngăn cách vật lý với môi trường bên ngoài.
Trong khi đó, tai nghe nhét tai sử dụng phần đầu tai nghe nằm trong ống tai để hạn chế âm thanh lọt vào. Những thiết bị âm thanh đeo trên người không tạo ra khả năng cách ly âm thanh thụ động thường rất ít gặp bởi đây thường là thiết kế có chủ đích nhằm giữ lại âm thanh môi trường thay vì loại bỏ chúng.
Một ví dụ điển hình là tai nghe dạng mở, loại sản phẩm được nhiều nhạc sĩ và người yêu âm thanh cao cấp lựa chọn. Phần chụp tai của những mẫu này có thiết kế thông thoáng, cho phép âm thanh lưu thông tự nhiên hơn, tạo cảm giác nghe chân thực hơn trong phòng thu hoặc khi thưởng thức nhạc Hi-Fi.
Gần đây, tai nghe dạng mở cũng ngày càng phổ biến, đặc biệt trong nhóm người thường xuyên chơi thể thao ngoài trời hoặc tập luyện. Những sản phẩm như Shokz OpenDots 2 sử dụng thiết kế đặt bên ngoài tai, truyền âm thanh vào tai nhưng không bịt kín ống tai.
Cách tiếp cận này giúp người dùng vẫn nhận biết được âm thanh xung quanh, chẳng hạn như nghe thấy đồng nghiệp đang trò chuyện hoặc giúp người chạy bộ và người đi xe đạp quan sát, di chuyển an toàn hơn trong môi trường đô thị nhờ vẫn nhận biết được tiếng xe cộ.
CHỐNG ỒN CHỦ ĐỘNG SỬ DỤNG ÂM THANH TRIỆT TIÊU ĐỂ LOẠI BỎ TIẾNG ỒN
Khác với chống ồn thụ động vốn dựa vào các yếu tố vật lý, chống ồn chủ động (ANC) sử dụng công nghệ xử lý âm thanh để giảm tiếng ồn từ môi trường bên ngoài. Bên trong tai nghe nhét tai hoặc tai nghe chụp tai ANC là một bộ xử lý nhỏ có khả năng phân tích âm thanh xung quanh và tạo ra tín hiệu phù hợp nhằm hạn chế những âm thanh không mong muốn.
Sự khác biệt trong tên gọi cũng thể hiện bản chất của hai công nghệ này. Chống ồn thụ động chỉ ngăn âm thanh đi vào tai, còn ANC thực sự tạo ra tác động ngược để triệt tiêu một phần tiếng ồn.
Để thực hiện điều đó, các microphone được bố trí ở bên ngoài tai nghe sẽ liên tục thu nhận và phân tích âm thanh từ môi trường xung quanh. Dựa trên dữ liệu thu được, bộ xử lý bên trong tai nghe sẽ tạo ra một tín hiệu gọi là âm thanh triệt tiêu (anti noise). Đây là một dạng sóng âm có đặc điểm ngược pha với tiếng ồn bên ngoài.
Có thể hình dung quá trình này tương tự như việc cộng một giá trị âm với một giá trị dương tương ứng khiến kết quả cuối cùng tiến gần về mức bằng không. Khi tiếng ồn bên ngoài gặp tín hiệu triệt tiêu, hai dạng sóng sẽ tác động ngược chiều và làm giảm lẫn nhau trước khi âm thanh truyền đến màng nhĩ.
Tuy nhiên, công nghệ ANC hiện nay vẫn còn những giới hạn nhất định. Để tạo ra tín hiệu triệt tiêu chính xác, tai nghe cần phải thu nhận được tiếng ồn ban đầu một cách nhanh chóng và chuẩn xác. Đây là lý do nhiều nhà sản xuất liên tục tăng số lượng microphone trên thiết bị để cải thiện khả năng nhận diện âm thanh.
Chẳng hạn, mẫu tai nghe Sony WH-1000XM6 được trang bị hệ thống gồm 12 microphone. Dù vậy, các microphone kích thước rất nhỏ này vẫn có những giới hạn về khả năng thu âm, đặc biệt trong những môi trường âm thanh phức tạp.
Bên cạnh đó, bộ xử lý ANC luôn tồn tại một độ trễ nhất định. Nói cách khác, hệ thống phải nghe, phân tích rồi mới tạo ra tín hiệu phản hồi, nên nó luôn có xu hướng phản ứng với tiếng ồn thay vì đồng bộ hoàn toàn với âm thanh đang xảy ra.
Đây là nguyên nhân khiến ANC hoạt động hiệu quả nhất với những âm thanh ổn định, liên tục và có tần số thấp, chẳng hạn như tiếng động cơ máy bay, tiếng máy điều hòa hoặc tiếng máy móc. Ngược lại, những âm thanh thay đổi liên tục như tiếng trò chuyện trong quán cà phê thường khó bị loại bỏ hoàn toàn.
Chính vì những hạn chế này, khả năng chống ồn thụ động vẫn đóng vai trò rất quan trọng trong các mẫu tai nghe ANC. Càng nhiều tiếng ồn được ngăn chặn bằng thiết kế vật lý, bộ xử lý chống ồn chủ động càng phải xử lý ít tín hiệu hơn và có thể hoạt động hiệu quả hơn.
Đây cũng là lý do tai nghe nhét tai chống ồn dù đã phát triển rất nhiều vẫn khó đạt mức cách âm tương đương với tai nghe chụp tai cao cấp. Việc đặt một thiết bị nhỏ bên trong ống tai không thể tạo ra lớp che phủ và cách ly âm thanh tốt như một chiếc tai nghe bao trọn toàn bộ vùng tai.