Como funcionam os fones com cancelamento de ruído?

Para entender o funcionamento do cancelamento de ruído, é importante primeiro compreender o que são ondas sonoras. O som é uma onda mecânica que se propaga através de um meio, como o ar, a água ou sólidos. Essas ondas são geradas por vibrações que criam áreas de compressão e rarefação no meio, que são percebidas pelo nosso ouvido como som.

As ondas sonoras possuem características específicas: frequência, amplitude e comprimento de onda. A frequência determina o tom do som (agudo ou grave), enquanto a amplitude está relacionada ao volume (intensidade sonora). O comprimento de onda é a distância entre duas compressões consecutivas.

Interferência de ondas

A interferência é uma propriedade fundamental das ondas, onde duas ou mais ondas se sobrepõem e combinam suas amplitudes. Existem dois tipos principais de interferência: construtiva e destrutiva.

• Interferência construtiva: ocorre quando duas ondas se encontram em fase, ou seja, seus picos e vales coincidem. Isso resulta em uma onda com maior amplitude, produzindo um som mais intenso.
• Interferência destrutiva: ocorre quando duas ondas se encontram fora de fase, ou seja, o pico de uma coincide com o vale da outra. Isso resulta na redução ou cancelamento da amplitude, o que pode silenciar o som.

A interferência destrutiva é o princípio que os fones de ouvido com cancelamento ativo de ruído utilizam para reduzir o som ambiente indesejado.

Cancelamento ativo de ruído

Os fones-de-ouvido com cancelamento ativo de ruído aplicam a interferência destrutiva para anular o som indesejado.

1. Captação do som ambiente: pequenos microfones nos fones capturam o som do ambiente. Eles registram o ruído externo em tempo real.
2. Geração de onda invertida: a eletrônica interna dos fones processa o som captado e gera uma onda sonora que tem a mesma amplitude e frequência, mas com fase invertida em relação ao som ambiente.
3. Emissão da onda invertida: a onda invertida é emitida através dos alto-falantes dos fones. Quando esta onda encontra o som ambiente, ocorre a interferência destrutiva, reduzindo significativamente o ruído percebido pelo usuário.

Apesar de sua eficácia, o cancelamento ativo de ruído não é perfeito. Ele funciona melhor para ruídos constantes e de baixa frequência, como o som de motores de avião, geladeiras ou de ventiladores. Sons irregulares e de alta frequência, como vozes humanas ou uma pessoa batendo numa mesa, são mais difíceis de cancelar completamente.

Essa tecnologia também demanda energia para operar os circuitos de detecção e emissão de som, o que significa que esses fones precisam ser carregados ou alimentados por bateria. O circuito e processamento adicional também o faz consumir mais bateria do que um fone sem cancelamento de ruído (ou com o cancelamento desligado).