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Ciências

Como Funcionam os Fones com Cancelamento de Ruído?

5 min de leitura

Um par de fones com cancelamento de ruído com um diagrama mostrando como as ondas antirruído cancelam as ondas sonoras que chegam
Os fones com cancelamento de ruído usam um microfone para detectar o som que chega e depois reproduzem exatamente a onda oposta para cancelá-lo antes que ele alcance os seus ouvidos.

Coloque um bom fone com cancelamento de ruído em uma cabine de avião rugindo e aperte o botão. O barulho do motor não some aos poucos. Ele desaparece, de uma vez, como se alguém tivesse desligado o mundo da tomada. A primeira vez que isso acontece é genuinamente esquisito.

Não é o acolchoamento grosso fazendo o trabalho. Aqueles fones estão brigando contra o som com mais som, e funciona por causa de como as ondas se comportam.

O Som É uma Onda

Som é ar sendo empurrado para lá e para cá. Alguém fala, as cordas vocais vibram, e essas vibrações empurram e puxam o ar até formar ondas que atravessam o cômodo e sacodem os seus tímpanos.

Cada onda sonora tem cristas e vales, como uma linha ondulada se movendo pelo ar. Sons altos têm ondas grandes. Sons baixos têm ondas pequenas.

Ondas Opostas Podem se Cancelar

Agora a parte que torna tudo isso possível. Duas ondas podem se somar e ficar mais fortes, mas também podem brigar. Se uma empurra o ar para a frente no exato instante em que a outra puxa para trás, elas se cancelam. Crista contra vale e não sobra nada.

É esse o truque inteiro. Os fones geram uma onda que é o espelho perfeito do ruído que vem na sua direção. As duas se encontram ao lado do seu ouvido e se apagam quase por completo. Os cientistas chamam isso de interferência destrutiva.

Os Fones Primeiro Escutam

Antes de cancelar qualquer coisa, eles precisam ouvir. Microfones minúsculos na parte de fora de cada concha captam o que houver em volta de você: o zumbido do motor, o chacoalhar do trem, o ar-condicionado. A eletrônica lá dentro analisa essa onda e constrói a oposta em uma fração de milissegundo. Depois os mesmos alto-falantes que tocam a sua música tocam baixinho o antirruído.

Você nunca escuta esse antirruído como som. Você só escuta o ruído original ficar pequenininho.

Por Que Eles Funcionam Melhor com Sons Constantes

Sons constantes e zumbidos são o alvo fácil. Motores de avião, ventiladores, ar-condicionado, o chacoalhar de um trem. Eles se repetem, então são fáceis de prever, e prever é quase a batalha inteira.

Sons repentinos são um pesadelo. Um cachorro latindo, uma palma, alguém gritando o seu nome. Quando o sistema termina de analisar, o som já chegou ao seu ouvido. Então os fones abaixam um pouco e deixam o resto passar. É por isso que o mundo fica mais silencioso e nunca fica totalmente mudo.

Cancelamento de Ruído Passivo x Ativo

Duas coisas diferentes acontecem ao mesmo tempo. A redução passiva é física: almofadas grossas vedando contra a sua cabeça, bloqueando som à moda antiga. O cancelamento ativo é o sistema de microfone e onda oposta. Os bons fones fazem os dois, e é essa combinação que transforma uma cabine de avião em uma biblioteca.

A Grande Ideia

Os fones com cancelamento de ruído escutam o barulho à sua volta, constroem o oposto exato e tocam isso dentro do seu ouvido. As duas ondas se encontram, se cancelam, e um bom pedaço do ruído deixa de existir.

Não são protetores de ouvido chiques. São engenheiros de som minúsculos amarrados na sua cabeça, rodando a matemática milhares de vezes por segundo.