Proses Pengolahan Sinyal pada Active Noise Cancelling, Fitur Headphone Anti Bising

 Fitur untuk hindari suara bising dari luar headphone

Fitur Active Noise Cancelling (ANC) sangat membantu pengguna untuk menghindari kebisingan ketika menggunakan headphone. Untuk kamu yang suka menikmati lagu di area bising, atau bekerja di industri yang memiliki banyak mesin yang berisik, teknologi ini sangat cocok. ANC menggunakan chip yang akan mengolah sinyal suara dari luar agar dapat teredam.

Chip ini akan mengambil suara bising dari luar, kemudian menciptakan gelombang untuk menghancurkan gelombang sinyal suara bising tersebut. Dalam fisika, fenomena ini disebut dengan fenomena interferensi destruktif. Interferensi destruktif adalah fenomena dua gelombang yang berpadu sehingga menjadi lemah atau hilang. Dua gelombang itu memiliki perbedaan fasa 180 derajat. 

Proses ini membutuhkan proses yang disebut digital signal processing. Apa itu digital signal processing?

Simak artikel di bawah untuk mengetahui apa itu digital signal processing.

1. Apa itu Digital Signal Processing?

Digital Signal Processing (DSP) adalah proses pengambilan sinyal pada dunia nyata (suara, gambar, video, temperatur, dll) untuk dibuat bentuk digitalnya dengan menggunakan komputer. Sinyal pada dunia nyata adalah sinyal analog. Sedangkan sinyal digital adalah sinyal yang berbentuk bilngan biner. Bentuk sinyal digital ini kemudian digunakan untuk melakukan operasi - operasi digital. Dalam kehidupan sehari - hari di era serba digital ini, kita sering menggunakan DSP. Contohnya teknologi siri pada iPhone, teknologi pengenalan wajah pada password HP, dan teknologi peredaman suara pada headphone. 

2. Cara Kerja Digital Signal Processing

DSP mengubah sinyal dari dunia nyata menjadi sinyal digital sehingga nantinya dapat dianalisa. Sinyal dari dunia nyata ini biasanya berbentuk sinyal analog. Sedangkan sinyal digital sudah dalam bentuk angka biner, yaitu angka 0 dan 1. Sinyal digital yang sudah dalam bentuk angka akan menjadi lebih mudah dianalisa dan dimanipulasi. Ketika DSP sudah dilakukan, sinyal digital dapat diubah kembali ke bentuk sinyal analog sesuai dengan yang dibutuhkan. Proses pengubahan sinyal analog ke sinyal digital disebut dengan analog to digital converter (ADC) dan pengubahan sinyal digital ke sinyal analog disebut dengan digital to analog converter (DAC). Proses ADC ini adalah proses yang dapat membuat kamu menyimpan suara hasil rekaman dalam HP. Suara yang kamu rekam akan dideteksi oleh mikrofon, kemudian disimpan dalam bentuk digital. Sedangkan proses DAC ini adalah proses yang dapat membuat kamu mendengarkan kembali hasil suara yang tersimpan dalam HP. Suara yang kamu dengar dari HP merupakan hasil konversi dari bentuk digital menjadi bentuk analog.

Suara yang kamu rekam kemudian tersimpan dalam HP, dapat kamu edit. Kamu dapat mengeditnya dengan meningkatkan volume dan menambahkan instrumen lagu melalui aplikasi editor. Proses edit ini melibatkan manipulasi data digital yang berbentuk angka biner. Ini adalah salah satu kegunaan dari DSP.

Apa saja yang ada dalam DSP?

4 komponen utama yang ada dalam DSP adalah

1. RAM. Menyimpan program yang DSP gunakan untuk memproses data
2. Memori Data (Harddisk). Menyimpan informasi yang telah diproses
3. Komputer. Melakukan operasi matematika 
4. Input & Output. Input untuk mendeteksi sinyal analog yang akan diubah, dan output untuk menghasilkan sinyal yang telah diolah oleh DSP

Read More

Active Noise Cancelling, Fitur Headphone Mahal untuk Hindari Kebisingan

 Fitur untuk hindari suara bising dari luar

Banyak orang menggunakan headphone untuk tujuan yang berbeda - beda. Untuk menikmati lagu, mendengarkan podcast, mendengarkan suara dari youtube, dan untuk berkomunikasi. Suara bising yang dihasilkan dari luar tentu akan mengganggu kenyamanan penggunanya. Tapi tidak perlu khawatir, karena banyak headphone yang sudah memberikan fitur noise cancelling, yaitu fitur untuk meredam suara dari luar. Fitur ini sangat cocok untuk kamu yang terbiasa mendengarkan musik di area yang berisik, atau biasa bekerja di tempat dengan banyak mesin bising. 

Simak artikel di bawah ini untuk mengetahui cara kerja fitur ini.

1. Apa itu Active Noise Cancelling dan cara kerjanya?

Active noise cancelling (ANC) adalah sebuah teknologi yang dapat meredam suara background dari luar. Teknologi ini dapat meredam suara dari luar agar tidak terdengar oleh penggunanya. Perlu diketahui bahwa ada juga teknologi yang disebut dengan passive noise cancelling (PNC) yang memiliki cara kerja berbeda dengan active noise cancelling. PNC meredam suara background dengan cara memblok gelombang suara menggunakan bahan isolasi yang terpasang pada headphone. Sedangkan ANC menghapus suara background dengan menciptakan sebuah gelombang untuk melawan gelombang suara dari luar agar suara dari luar itu kalah dan teredam. ANC menggunakan teknologi yang lebih kompleks. Dengan kedua teknologi tersebut, pengguna tidak perlu khawatir karena terganggu oleh suara dari luar headphone.

PNC menggunakan bentuk ear cup atau ear buds yang dirancang sedemikian rupa agar suara diluar menjadi kedap. Contohnya, ada headphone yang memasang busa anti bising. Sedangkan ANC menggunakan chip yang akan melakukan pengolahan sinyal suara. Suara dari luar yang masuk ke dalam headphone akan diolah oleh chip. Chip akan menciptakan gelombang suara yang berkebalikan sehingga gelombang suara dari luar akan kalah dan semakin teredam. Akibatnya pengguna bisa mendengarkan suara dari headphone tanpa terganggu suara dari luar.

Chip pada ANC terbagi ke dalam tiga jenis, yaitu

• ANC feed-forward. Mik terletak di luar chip
• ANC feed-back. Mik terletak di dalam chip
• ANC hybrid. Kombinasi dari ANC feed-forward dan feed-back

ANC feed-forward dapat meredam suara lebih cepat. ANC feed-back meredam suara lebih baik. ANC hybrid lebih efektif dan efisien karena menggabungkan fungsi dari dua chip.

2. Kelebihan dan Kelemahan Active Noise Cancelling

Kelebihan dari ANC adalah tentunya dapat membuat pengguna lebih nyaman untuk mendengarkan musik atau suara dari headphone. Selain itu, dapat membuat pengguna lebih nyaman dan dapat menghindari kerusakan telinga dari suara yang sangat bising. Keuntungan ini sangat membantu pengguna yang khawatir akan masalah kerusakan telinga dan membutuhkan kenyamanan ekstra.

Hanya saja, ANC sendiri memiliki kekurangan. Karena ANC menetralkan gelombang suara di luar, pengguna bisa saja jadi menghiraukan dan tidak sadat akan suasana sekitar. Selain itu, karena ANC memanfaatkan teknologi pengolahan sinyal, tentu ada delay yang ditimbulkan, sehingga ANC tidak dapat 100% menghilangkan suara dari luar, hanya dapat meredam saja. Lalu, ANC tidak efektif untuk meredam suara yang sifatnya tiba - tiba, seperti klakson mobil, atau teriakan yang tiba - tiba. Kemudian harganya lebih mahal dibandingkan headphone pada umumnya. Ini disebabkan karena biaya produksi chip yang tentu tidaklah murah. Semakin bagus fitur ANC yang dimiliki headphone, maka akan semakin mahal juga harga headphone. 

3. Konsep Fisika dalam Active Noise Cancelling

Dalam fisika, ANC menggunakan konsep interferensi destruktif. Interferensi adalah perpaduan dua buah gelombang. Destruktif adalah sifat yang menghancurkan atau menghilangkan. Sehingga interferensi destruktif adalah fenomena dua gelombang yang berpadu sehingga menjadi lemah atau hilang. Interferensi destruktif disebabkan karena dua gelombang memiliki fasa yang berbeda. Agar suatu gelombang hilang, maka perbedaan fasa antara kedua gelombang tersebut harus sebesar 180 derajat. 

Artinya, apabila suatu gelombang suara dari luar headphone memiliki fasa 0 derajat, maka chip ANC harus menghasilkan gelombang suara dengan fasa 180 derajat. ANC ini bekerja dengan rangkaian listrik analog atau dengan proses pengolahan sinyal digital / digital signal processing. Apabila ANC bekerja dengan digital signal processing, maka dibutuhkan sebuah chip.

4. Komponen Dalam ANC

Komponen - komponen dalam ANC bersatu memproses sinyal suara dan menghasilkan gelombang suara yang akan meredam sinyal suara tersebut. Proses kerja dalam komponen ini menggunakan beberapa algoritma, yaitu

• Adaptive algorithms. Algoritma untuk mengamati bentuk gelombang suara dari luar atau noise 
• Spesific algorithms. Algoritma untuk menciptakan sinyal atau gelombang yang fasanya berbalik dengan fasa gelombang noise

Berikut ini adalah komponen - komponen yang ada dalam ANC:

1. Mikrofon. Sebagai perangkat masukan suara dari luar untuk diolah sinyalnya. Dalam kata lain, mikrofon bertindak sebagai sensor suara dari luar
2. Chip atau ANC. Sebagai pengolah suara dari luar 
3. Speaker. Untuk menghasilkan gelombang suara yang berkebalikan fasanya (anti noise)
4. Mikrofon error. Noise atau suara luar yang tidak berhasil terdestruksi diolah oleh chip

5. Pengolahan Sinyal dalam ANC

Mari kita simak bagaimana sebuah chip dalam headphone dapat meredam suara dari luar headphone. Pertama - tama, harus dipahami bahwa seluruh algoritma atau langkah peredaman suara dalam headphone merupakan fungsi terhadap n. Mengapa langkah - langkah ini bukan merupakan fungsi terhadap t (waktu), padahal peredaman gelombang bergantung terhadap waktu? 

Perlu diketahui, bahwa dalam mendeteksi suara dari luar, mikrofon mengambil potongan suara, bukan suara secara keseluruhan. Potongan suara merupakan sinyal diskrit. Sedangkan suara keseluruhan yang berkelanjutan  merupakan sinyal kontinu. Agar dapat diproses, sinyal diskrit dibuat dalam bentuk fungsi terhadap n, bukanlah fungsi terhadap t. Inilah alasan mengapa pada gambar ditulis x(n), y(n), dan e(n), bukanlah x(t), y(t), ataupun e(t).

Potongan sinyal suara ini disebut dengan frekuensi sampling, yaitu sampel atau potongan suara yang memiliki frekuensi tertentu. Frekuensi sampling menunjukkan bilangan waktu.  

Agar dapat memahami lebih jauh, simak artikel di bawah ini. 

Proses Pengolahan Sinyal pada Active Noise Cancelling, Fitur Headphone Anti Bising

Read More