Ống nghe khử tiếng ồn hoạt động ra sao?

Hà Dương Cự

Một ống nghe khử tiếng ồn. (Hình: www.bestchoicereviews.org)

Khi ngồi trên máy bay, vì động cơ phản lực nổ lớn nên bạn sẽ cảm thấy rất ồn. Nếu bạn muốn yên tĩnh để nghỉ ngơi hay nghe nhạc, bạn có thể dùng một ống nghe khử ồn (noise cancellation headphone). Nhưng, làm sao mà có thể khử được âm thanh?

Có hai loại ống nghe làm giảm tiếng động, loại thụ động và loại tích cực.

Ống nghe giảm ồn thụ động – Loại này không dùng điện hay những thiết bị điện tử để trừ tiếng ồn, mà chỉ dùng những vật liệu bao kín quanh tai, để ngăn chặn tiếng động không lọt vào được. Vì lý do đó, loại này còn được gọi là loại cách ly tiếng ồn (noise isolation), chứ không phải trừ khử tiếng ồn (noise cancellation). Về kỹ thuật thì loại này không có gì để nói.

Ống nghe giảm ồn tích cực – Loại này dùng những thuật toán và điện tử để khử tiếng ồn ào chung quanh. Loại này được gọi là ống nghe khử ồn và được bàn nhiều trong bài này.

Âm thanh là gì

Trước hết muốn hiểu ống nghe khử ồn hoạt động ra sao thì phải hiểu âm thanh là gì và truyền trong không khí ra sao. Tiếng động phát ra là do năng lượng sinh ra bởi sự rung động một vật thể nào đó. Sự rung động đó, làm cho những phân tử không khí (hay một môi trường khác) chung quanh vật thể đó bị rung động, và lại làm cho các phân tử gần đó cũng bị rung động theo. Đó là một phản ứng  dây chuyền, như một làn sóng trong không khí, cho đến khi năng lượng tiêu tán hết. Hiện tượng này cũng giống như khi bạn ném một hòn đá xuống nước, sẽ gây ra những làn sóng lan ra từ chỗ cục đá bị ném xuống.

Khi làn sóng âm thanh tới tai người nghe, thì những bộ phận trong tai ghi nhận được sự thay đổi của áp xuất không khí, do làn sóng âm thanh gây ra và biến sự thay đổi đó, thành những tín hiệu truyền vào bộ óc. Bộ óc diễn dịch những tín hiệu đó ra âm thanh.

Đứng về phương diện vật lý, sóng âm thanh được diễn tả bằng những đặc tính của sóng. Độ dài sóng (wave length) là độ dài từ một điểm đến điểm tương tự của sóng kế tiếp. Biên độ (amplitude) là chiều cao của sóng, tức là chiều cao từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất. Có chỗ định nghĩa biên độ là một nửa chiều cao của sóng. Biên độ lớn thì âm thanh lớn. Tần số (frequency) là số sóng đi qua một điểm cố định trong một giây. Tần số định độ cao thấp của âm thanh. Sau đây là hình minh họa sóng âm thanh.

Sóng âm thanh. (Hình: myscienceschool.org)

Đơn vị cường độ của âm thanh là đe-ci-ben (decibel), viết tắt là dB. Đứng ở gần nơi phát ra tiếng động,  thì động cơ phản lực là khoảng 120 dB và tiếng súng là 140 dB.

Đơn vị của tần số là Hertz, viết tắt là Hz. Trung bình con người có thể nghe được sóng âm thanh từ 20 đến 20,000 hertz.

Ống nghe khử ồn

Lịch sử ống nghe khử ồn

Theo kể lại thì vào năm 1978, Tiến Sĩ Amar Gopal Bose ngồi trên máy bay, ông đeo lên tai ống nghe do hãng máy bay cung cấp. Ông Bose không hài lòng chút nào vì tiếng nổ lớn của động cơ phản lực khiến ông không thưởng thức được nhạc phát ra trong ống nghe. Ngay lúc đó, ông Bose lấy ra một khăn ăn bằng giấy rồi phác họa trên đó những tính toán, để làm sao có thể trừ khử được tiếng ồn ngay trong ống nghe. Được biết, Amar Gopal Bose là một giáo sư tại đại học nổi tiếng MIT (Massachusetts Institute of Technologiy), một nhà sáng chế và cũng là một doanh nhân. Ông sáng lập ra công ty Bose, một công ty được biết đến nhiều về loa và ống nghe cao cấp.

Thật ra, trước khi ông Bose nghĩ tới ống nghe khử ồn thì có nhiều người khác đã nghiên cứu và tìm hiểu về vấn đề trừ khử tiếng ồn. Nhà khoa học người Anh tên là Thomson vào năm 1878 đã chứng tỏ là tiếng động có thể bị triệt tiêu bởi một tiếng động khác. Năm 1933, nhà vật lý người Đức có bằng sáng chế đầu tiên về nguyên tắc triệt tiêu tiếng động. Tuy nhiên không có phát triển gì mới lạ cho tới khi ông Bose muốn làm ống nghe khử ồn.

Tuy nhiên phải mất tới 8 năm và tốn tới hơn 50 triệu Mỹ kim, công ty Bose mới làm được mẫu đầu tiên của ống nghe khử ồn. Năm 1986 ống nghe khử ồn được đem ra thử nghiệm trên một máy bay nhỏ hai chỗ ngồi. Máy bay này bay liên tục vòng quanh thế giới không ngừng nghỉ và cũng không cần tiếp tế xăng trong hơn 9 ngày. Vì ở lâu trên trời và với tiếng động cơ ồn ào nên phi công cần có một thiết bị để làm giảm tiếng ồn. Do đó công ty Bose cung cấp ống nghe khử ồn đang trong vòng thử nghiệm cho các phi công.

Cuộc thử nghiệm thành công và các phi công khác cũng muốn có một cái như vậy. Năm 1989, công ty Bose tung ra thị trường ống nghe khử ồn đầu tiên tên là Bose Aviation Headset. Sau đó Bose tiếp tục nghiên cứu và cải tiến ống nghe khử ồn. Nhiều công ty khác như Sony cũng nhảy vào thị trường này.

Ống nghe khử ồn hoạt động ra sao?

Nguyên tắc của ống nghe khử ồn là phát ra một tiếng động có sóng ngược với tiếng ồn nhận được. Hai sóng đó khử với nhau. Kết quả là tiếng ồn biến mất hay giảm xuống rất nhiều. Xem hình minh họa sau đây.

Nguyên tắc triệt tiếng ồn. (Hình: wikimedia.org)

Ống nghe khử ồn có ba thành phần: mi-crô, mạch điện tử khử ồn, và pin điện.

Mi-crô: Mi-crô dùng để thu nhận tiếng ồn chung quanh như những sóng âm thanh.

Mạch điện tử khử ồn: Mạch điện tử này ghi nhận tiếng ồn từ mi-crô và dùng những thuật toán đặc biệt để phát sinh ra sóng âm thanh, ngược lại với sóng âm thanh thu vào. Hai sóng sẽ khử lẫn nhau.

Pin điện: Mạch điện tử cần có điện để hoạt động nên cần có pin.

Ống nghe khử ồn nào tốt?

Như đã nói ở đầu bài, có hai loại ống nghe giảm tiếng ồn, loại thụ động và loại tích cực.

Loại thụ động rẻ tiền hơn nhiều, nhưng “tiền nào của ấy,” nên dĩ nhiên là không tốt bằng loại tích cực. Loại thụ động chỉ giảm tiếng ồn từ 15 tới 30 dB. Trên máy bay trong buồng tàu, tiếng ồn của động cơ phản lực là từ 75 tới 80 dB, như vậy loại thụ động không giảm tiếng ồn được bao nhiêu. Tuy nhiên, nếu bạn ở một chung cư ồn ào và bạn chỉ muốn có một chút yên tĩnh, loại thụ động cũng đủ tốt.

Hơn nữa loại thụ động dùng để nghe nhạc cũng rất tốt, vì âm thanh không bị thay đổi như loại tích cực. Vì lý do đó những dân chơi nhạc nhà nghề thường dùng loại thụ động. Theo nhiều bài bình duyệt thì những sản phẩm sau đây là tốt: Beyerdynamic DT-770, Sennheiser HD 280 Pro, và Audio-Technica ATH-M30x

Nếu bạn đi máy bay nhiều và muốn bớt tiếng ồn của động cơ phản lực, bạn nên mua một cái ống nghe khử ồn tích cực. Tuy hơi đắt hơn loại thụ động, nhưng giúp giảm rất nhiều tiếng ồn trên máy bay. Theo tổ chức Consumer Reports, một tổ chức vô vụ lợi chuyên thử các vật dụng ở Hoa Kỳ, thì các ống nghe khử ồn của công ty Bose vẫn là nhất. Ngoài kiểu Bose QuietComfort 25 còn các kiểu Audio-Technica SonicPro ATH-MSR7NC, PSB M4U2 và Able Planet Linx Fusion NC2000BCM đều được đánh giá là tốt.

Hiện nay có phong trào mới là ống nghe không dây. Đứng đầu loại ống nghe khử ồn không dây là Bose QuietComfort 35, sau đó là Sony h.ear MDR-100ABN và Sony MDR-1000X. (Hà Dương Cự)

Nguồn tài liệu:
https://electronics.howstuffworks.com
https://www.soundguys.com
https://en.wikipedia.org

Cô thợ may khuyết tật giàu lòng nhân ái ở An Giang


Báo Người Việt hoan nghênh quý vị độc giả đóng góp và trao đổi ý kiến. Chúng tôi xin quý vị theo một số quy tắc sau đây:

Tôn trọng sự thật.
Tôn trọng các quan điểm bất đồng.
Dùng ngôn ngữ lễ độ, tương kính.
Không cổ võ độc tài phản dân chủ.
Không cổ động bạo lực và óc kỳ thị.
Không vi phạm đời tư, không mạ lỵ cá nhân cũng như tập thể.

Tòa soạn sẽ từ chối đăng tải các ý kiến không theo những quy tắc trên.

Xin quý vị dùng chữ Việt có đánh dấu đầy đủ. Những thư viết không dấu có thể bị từ chối vì dễ gây hiểu lầm cho người đọc. Tòa soạn có thể hiệu đính lời văn nhưng không thay đổi ý kiến của độc giả, và sẽ không đăng các bức thư chỉ lập lại ý kiến đã nhiều người viết. Việc đăng tải các bức thư không có nghĩa báo Người Việt đồng ý với tác giả.

Trung Quốc 2018: Mức phát triển kinh tế thấp nhất từ 28 năm nay

Các con số do nhà nước Trung Quốc công bố hôm Thứ Hai cho thấy mức phát triển kinh tế quốc gia này năm 2018 đã ở mức thấp nhất từ 28 năm nay.

Tài sản 26 tỷ phú giàu nhất thế giới bằng với của cải 3.8 tỷ người nghèo

Các nhà tỉ phú trên thế giới hiện đang giàu thêm khoảng $2.5 tỉ mỗi ngày, trong khi những người thuộc thành phần nghèo nhất của thế giới đang ngày càng nghèo hơn.

Thuế và gia tài

Người Việt thông thường theo quan niệm của cổ nhân ngày xưa cứ cho rằng chết là hết nợ, nhưng luật pháp Hoa Kỳ chết cũng không thoát khỏi nợ thuế.

Hyundai, Kia vẫn thu hồi xe dù chính phủ đóng cửa

Mặc dù chính phủ đóng cửa, nhưng hãng sản xuất xe Nam Hàn Hyundai và Kia vẫn quyết định tiến hành thu hồi khoảng 168,000 xe

Ford bất ngờ tiết lộ xe pickup truck F-150 chạy hoàn toàn bằng điện

Hãng sản xuất xe Mỹ Ford bất ngờ tiết lộ đang phát triển kiểu xe pickup truck F-150 chạy hoàn toàn bằng điện

Hết đi làm, xin Medicare

Sẽ không bị phạt vì ghi danh xin Medicare trễ, vì từ khi được 65 tuổi ông có một Bảo Hiểm Y Tế, có giá trị tương đương như Medicare.

Thẻ xanh 10 năm – mẫu đơn I-751 (phần 3)

Cuộc phỏng vấn của đơn I-751 tại Sở Di Trú để được thẻ xanh 10 năm có phần khó hơn cuộc phỏng vấn thẻ xanh 2 năm.

Nên mua một căn nhà hoàn hảo hay nhà cần sửa chữa?

Khi mua một căn nhà sẵn sàng để dọn vào, thì việc mua một căn nhà cần sửa sang đôi khi hợp lý vì nhiều lý do.

Kỹ thuật nấu rượu và cất rượu

Nấu rượu vừa là một khoa học vừa là một nghệ thuật. Bài này chỉ xin nói về các phương pháp làm rượu, từ bia tới rượu mạnh.

IRS mở lại dịch vụ kiểm chứng lợi tức khi vay tiền mua nhà

Mặc dù chính phủ vẫn đóng cửa, tuần trước, Sở Thuế IRS đã mở lại một chương trình then chốt phục vụ việc vay tiền mua nhà.