Gürültü Önleyici Kulaklıklar Nasıl Çalışır?

Ne yazık ki birçok ortamdaki dış gürültü, kulaklıklardan gelen sesi baskılar, bozar veya engeller. Daha önce bir uçakta veya kalabalık bir sokakta müzik dinlemeyi denediyseniz, sorunu iyi biliyorsunuzdur. Motorların kükremesi, arabaların gürültüsü, insanların konuşma sesleri, müziği duymayı zorlaştırır. Modern teknoloji sayesinde artık gürültüyü engelleyen ve duymak istediğimiz müzikten başka hiçbir şeyin keyfini çıkarmamıza izin vermeyen kulaklıklar satın alabiliyoruz. Bunlara gürültü önleyici kulaklık deniliyor. Peki, gürültü önleyici kulaklıklar nasıl çalışır?

Gürültü önleyici kulaklıklar, aktif tip veya pasif tip olarak ikiye ayrılır. Teknik olarak, her tür kulaklık pasif olarak gürültü azaltma sağlayabilir. Bunun nedeni, kulaklıkların yapıldığı malzemelerin, özellikle daha yüksek frekanslardaki bazı ses dalgalarını engellemesidir. Yani sırf kulağınızın üzerine bir kulaklık kapatmak bile, tahmin edebileceğiniz gibi, bir miktar dış sesi baskılama görevi görür; ancak bu temel baskılama, çoğu durumda yeterli olmaktan çok uzaktır.

Pasif Gürültü Önleyici Kulaklıklar

En iyi pasif gürültü önleyici kulaklıklar, gürültü filtreleme özelliklerini en üst düzeye çıkarmak için, özel olarak yapılmış yarım daire kulaklıklardır (İng: "circum-aural headphones"). Bu tip kulaklıklar, yüksek yoğunluklu köpük katmanları veya diğer ses emici malzemelerle dolu oldukları için, normal kulaklıklardan daha ağırdır. Tüm bu ekstra ağırlık, gürültüde yaklaşık 15 ila 20 desibel (dB) azalma sağlar. Ancak jet motorlarının, uçak kabinlerinde 75 ila 80 dB gürültü oluşturduğu düşünüldüğünde, pasif modellerin bazı ciddi sınırlamaları olduğu açıktır. Aktif gürültü önleyici kulaklıkların devreye girdiği yer de burasıdır.

Aktif Gürültü Önleyici Kulaklıklar

Aktif gürültü önleyici kulaklıklar, pasif tiplerin yapabileceği her şeyi yapabilir. Yapıları, yüksek frekanslı ses dalgalarını engelleyen bir bariyer oluşturur. Ayrıca, daha düşük frekanslı ses dalgalarını aktif olarak silerek, ekstra bir gürültü azaltma seviyesi ekler. Bunu, her açıdan gelen gürültüyü taklit eden kendi ses dalgalarını yaratarak yaparlar.

Crutch Field

Bu tip kulaklıklar, ortam gürültüsünün frekanslarını alan mikrofonlara sahiptir. Kulaklığın içindeki bir dijital sinyal işlemcisi, tam olarak hangi tür ses dalgalarının istenmeyen sesleri iptal edeceğini hesaplar ve gerekli ses dalgalarını üretir. Fizik yasaları gereği, birbirleriyle tam 180 derece faz dışı frekanslara sahip ses dalgaları, birbirlerini iptal ederek sessizliğe neden olur. Daha açık olmak gerekirse, iki dalga aynı genliğe ve frekansa sahip olduğunda ve tepe ve çukurları aynı hizada olduğunda birbirlerini iptal eder. Buna yok edici girişim (İng: "destructive interference") adı verilir. Aşağıdaki videoda bunu daha detaylı görebilirsiniz:

Kulaklıklarda gürültü azaltma etkisini elde etmek için birkaç bileşen gereklidir:

• Mikrofon: Kulak kabının içine yerleştirilen bir mikrofon, pasif olarak engellenemeyen dış sesleri "dinler".
• Gürültü engelleme devresi: Yine kulak kabına yerleştirilen elektronik devre, mikrofondan gelen girişi algılar ve gelen dalganın frekansını ve genliğini belirleyerek gürültünün bir "parmak izini" oluşturur. Daha sonra gürültüyle ilişkili dalgalarla 180 derece faz dışı olan yeni bir dalga oluşturur.
• Hoparlör: Gürültü engelleme devresi tarafından oluşturulan "karşıt-ses", normal sesle birlikte kulaklığın hoparlörlerine yönlendirilir. Karşıt-ses, yok edici girişim yoluyla gürültüyü siler ancak normal seste istenen ses dalgalarını etkilemez.
• Pil: "Aktif" terimi, gürültü engelleme etkisini oluşturmak için sisteme enerji eklenmesi gerektiğini ifade eder. Bu enerjinin kaynağı, şarj edilebilir bir pildir.

Gürültü önleyici kulaklıklar, bu bileşenler sayesinde gürültüde 20 desibellik ek bir azalma sağlayabilir. Bu, ortam gürültüsünün yaklaşık yüzde 70'inin etkili bir şekilde engellenmesi anlamına gelir. Dolayısıyla bu azalma oranı, gürültü önleyici kulaklıkları, hava yolu ve tren seyahatleri, açık ofis ortamları veya arka plan gürültüsünün yüksek olduğu diğer yerler için vazgeçilmez hâle getirir.