Begini Cara Kerja Noise Cancellation Menghilangkan Suara Bising dari Lingkungan Sekitarmu

fin.co.id - Noise cancellation merupakan teknologi yang memungkinkan pengguna menikmati musik, podcast, atau percakapan tanpa terlalu terganggu oleh suara bising di sekitarnya. Teknologi ini banyak ditemukan pada headphone dan earphone modern, terutama perangkat yang memiliki fitur Active Noise Cancellation (ANC).

Menariknya, perangkat dengan teknologi tersebut tidak sekadar memperbesar volume suara untuk menutupi kebisingan. Noise cancellation bekerja dengan memanfaatkan prinsip fisika gelombang suara. Perangkat mendeteksi suara dari lingkungan, kemudian menghasilkan gelombang suara lain yang dirancang untuk mengurangi kebisingan tersebut.

Cara kerja ini membuat suara mesin kendaraan, dengungan pendingin ruangan, suara pesawat, hingga kebisingan dari lingkungan perkotaan dapat terdengar jauh lebih pelan.

Mengenal Dua Jenis Teknologi Noise Cancellation

Secara umum, noise cancellation pada perangkat audio menggunakan dua pendekatan, yaitu Passive Noise Cancellation dan Active Noise Cancellation. Keduanya memiliki mekanisme berbeda meskipun menghasilkan tujuan yang sama, yakni mengurangi suara yang masuk ke telinga.

Passive Noise Cancellation Mengandalkan Penghalang Fisik

Passive Noise Cancellation bekerja dengan memanfaatkan bentuk dan material perangkat untuk menghambat suara dari luar.

Pada headphone, misalnya, bantalan telinga dirancang agar menutup area sekitar telinga dengan cukup rapat. Sementara itu, earphone biasanya menggunakan ujung silikon atau busa yang menyesuaikan bentuk saluran telinga.

Material tersebut membantu mengurangi energi suara yang dapat mencapai telinga pengguna. Semakin baik penyesuaian bentuk perangkat dengan telinga, semakin besar pula potensi pengurangan kebisingannya.

Metode ini tidak membutuhkan mikrofon, pemrosesan digital, maupun sumber daya listrik khusus untuk menghasilkan efek peredaman suara.

Active Noise Cancellation Menggunakan Gelombang Suara

Berbeda dengan metode pasif, Active Noise Cancellation atau ANC bekerja menggunakan komponen elektronik.

Teknologi ini memanfaatkan mikrofon, prosesor digital, dan speaker kecil yang terdapat di dalam headphone atau earphone. Ketiga komponen tersebut bekerja bersama untuk mendeteksi serta menghasilkan suara penyeimbang.

Prinsip utamanya adalah interferensi destruktif, yaitu kondisi ketika dua gelombang suara bertemu dengan perbedaan fase tertentu sehingga amplitudo gabungannya menjadi lebih kecil.

Dengan kata lain, perangkat menghasilkan gelombang suara yang dirancang untuk mengurangi gelombang kebisingan dari lingkungan.

Bagaimana ANC Menghilangkan Suara Bising?

Proses kerja Active Noise Cancellation berlangsung melalui beberapa tahapan yang saling berhubungan. Semuanya terjadi dalam waktu sangat singkat sehingga pengguna tidak perlu melakukan pengaturan secara manual setiap kali lingkungan berubah.

1. Mikrofon Menangkap Suara dari Lingkungan

Tahap pertama dimulai ketika mikrofon pada headphone atau earphone menangkap suara di sekitar pengguna.

Suara tersebut bisa berasal dari mesin kendaraan, pendingin ruangan, kipas angin, mesin pesawat, maupun sumber kebisingan lainnya.

Beberapa perangkat menggunakan mikrofon eksternal untuk mendeteksi suara sebelum mencapai telinga. Ada pula yang menggunakan mikrofon internal untuk memantau suara yang sudah berada di dalam rongga antara perangkat dan telinga.

Informasi suara yang ditangkap mikrofon kemudian dikirimkan menuju sistem pemrosesan audio.

2. Prosesor Menganalisis Gelombang Suara

Setelah suara ditangkap, sinyal tersebut diproses oleh chip atau prosesor digital yang terdapat di dalam perangkat.

Sistem menganalisis karakteristik kebisingan, termasuk frekuensi, amplitudo, dan perubahan gelombangnya.

Informasi ini digunakan untuk menentukan sinyal suara penyeimbang yang perlu dihasilkan oleh speaker.

Proses tersebut harus berlangsung dengan sangat cepat. Sebab, suara dari lingkungan terus berubah dan sistem harus menyesuaikan responsnya agar pengurangan kebisingan tetap efektif.

3. Speaker Menghasilkan Gelombang Suara Berlawanan Fase

Inilah bagian terpenting dari teknologi ANC.

Setelah menganalisis suara yang masuk, perangkat menghasilkan gelombang suara dengan fase yang berlawanan terhadap kebisingan yang terdeteksi.

Sebagai gambaran, bayangkan terdapat dua gelombang dengan frekuensi dan amplitudo yang sama. Ketika puncak gelombang pertama bertemu dengan lembah gelombang kedua, keduanya dapat saling mengurangi.

Dalam kondisi ideal, amplitudo gabungan kedua gelombang tersebut dapat mendekati nol.

Prinsip inilah yang dimanfaatkan ANC untuk mengurangi kebisingan sebelum suara mencapai telinga pengguna.

Namun, dalam penggunaan nyata, pengurangan suara tidak selalu sempurna. Perbedaan posisi sumber suara, perubahan frekuensi, bentuk telinga, dan keterbatasan perangkat dapat memengaruhi hasilnya.

4. Kebisingan Terdengar Lebih Pelan

Ketika gelombang suara penyeimbang dihasilkan dengan tepat, tingkat kebisingan yang sampai ke telinga dapat berkurang.

Pengguna pun dapat menikmati audio dengan gangguan lingkungan yang lebih sedikit.

Proses tersebut berlangsung secara berkelanjutan selama fitur ANC aktif. Jika suara lingkungan berubah, mikrofon dan prosesor akan kembali menyesuaikan sinyal yang dihasilkan.

Mengapa Noise Cancellation Lebih Efektif Meredam Suara Mesin?

Tidak semua jenis suara dapat dikurangi dengan tingkat efektivitas yang sama.

Teknologi ANC umumnya lebih efektif menghadapi suara berfrekuensi rendah yang relatif stabil dan berlangsung terus-menerus. Contohnya adalah dengungan mesin pesawat, suara pendingin ruangan, getaran kendaraan, dan suara kipas angin.

Sebaliknya, suara yang muncul secara tiba-tiba atau berubah dengan cepat cenderung lebih sulit dikendalikan.

Misalnya, suara orang berbicara, tepukan tangan, klakson, atau benda yang terjatuh. Suara semacam ini memiliki pola yang lebih kompleks sehingga sistem membutuhkan respons yang sangat cepat untuk menghasilkan gelombang penyeimbang yang sesuai.

Selain itu, suara berfrekuensi tinggi biasanya lebih sulit dikurangi hanya dengan ANC. Oleh karena itu, produsen menggabungkan teknologi aktif dengan peredaman pasif melalui bantalan headphone atau ujung silikon earphone.

Kombinasi keduanya membuat pengurangan kebisingan dapat bekerja pada rentang frekuensi yang lebih luas.

Apakah Noise Cancellation Bisa Menghilangkan Semua Suara?

Meskipun menggunakan teknologi pemrosesan yang cukup canggih, noise cancellation tidak dapat membuat lingkungan benar-benar hening.

Efektivitasnya dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti kualitas mikrofon, kemampuan prosesor, desain perangkat, posisi pemakaian, dan karakteristik suara yang ingin diredam.

Kebocoran suara akibat earphone yang tidak terpasang rapat juga dapat mengurangi kemampuan peredaman.

Selain itu, teknologi ANC bukan pengganti alat pelindung pendengaran yang dirancang dan diuji untuk lingkungan dengan tingkat kebisingan berbahaya. Pengguna tetap perlu memperhatikan paparan suara keras, terutama ketika bekerja di lingkungan industri atau berada dekat mesin berat.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah fitur ANC berbeda dengan Transparency Mode. Jika ANC berusaha mengurangi suara dari luar, Transparency Mode justru menggunakan mikrofon untuk memasukkan suara lingkungan ke dalam headphone agar pengguna tetap dapat mendengar keadaan sekitar.

Kesimpulan

Noise cancellation merupakan contoh penerapan ilmu fisika dan teknologi pemrosesan sinyal digital dalam kehidupan sehari-hari. Teknologi ini bekerja dengan dua pendekatan, yaitu menghalangi suara secara fisik melalui Passive Noise Cancellation dan menghasilkan gelombang penyeimbang melalui Active Noise Cancellation.

Prinsip interferensi destruktif memungkinkan dua gelombang suara saling mengurangi ketika bertemu dengan hubungan fase yang sesuai. Berkat mekanisme tersebut, kebisingan dari lingkungan dapat ditekan tanpa harus selalu meningkatkan volume audio.

Meski belum mampu menghilangkan seluruh jenis suara, perkembangan teknologi mikrofon, prosesor digital, dan desain akustik membuat perangkat noise cancellation semakin efektif digunakan. Teknologi ini menunjukkan bagaimana prinsip fisika yang telah lama dipelajari dapat diterapkan untuk meningkatkan kenyamanan manusia dalam menghadapi lingkungan yang bising.

Referensi

1. Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications – Allan D. Pierce.

2. Fundamentals of Acoustics – Lawrence E. Kinsler, Austin R. Frey, Alan B. Coppens, dan James V. Sanders.

3. Active Noise Control: A Tutorial Review – Sen M. Kuo dan Dennis R. Morgan, Proceedings of the IEEE.

4. The Physics of Sound – Richard E. Berg dan David G. Stork.