Daftar Isi

 

Cara Kerja Noise Cancelling, Teknologi yang Bikin Suara Bising Seolah Hilang Seketika

Pernah memakai earphone saat berada di dalam pesawat, kereta, kafe, atau lingkungan yang ramai? Ketika fitur noise cancelling diaktifkan, suara mesin, dengungan pendingin ruangan, hingga kebisingan kendaraan seolah-olah menghilang. Dunia yang sebelumnya penuh suara mendadak terasa lebih tenang, sehingga musik, podcast, atau percakapan telepon bisa terdengar lebih jelas.

Teknologi ini sering dianggap seperti sulap. Padahal, noise cancelling bekerja berdasarkan prinsip fisika yang cukup menarik, yaitu interferensi destruktif. Dengan bantuan mikrofon, prosesor, dan speaker kecil, perangkat audio mampu menghasilkan gelombang suara yang dirancang untuk mengurangi gelombang suara dari lingkungan sekitar.

Teknologi tersebut dikenal sebagai Active Noise Cancellation, atau ANC. Sistem ini tidak benar-benar membuat lingkungan menjadi sunyi secara mutlak. Sebaliknya, ANC berusaha mengurangi energi suara yang masuk ke telinga dengan menghasilkan gelombang tandingan secara real-time.

Lantas, bagaimana prosesnya? Mengapa suara mesin pesawat bisa diredam dengan baik, tetapi suara klakson atau percakapan mendadak masih terdengar? Berikut penjelasannya.

Memahami Prinsip Dasar Noise Cancelling

Sebelum membahas komponen elektroniknya, kita perlu memahami bahwa suara pada dasarnya merupakan gelombang. Gelombang suara merambat melalui medium, seperti udara, dengan menghasilkan perubahan tekanan.

Dalam gambaran sederhana, gelombang suara memiliki bagian yang disebut puncak dan lembah. Puncak menunjukkan tekanan yang lebih tinggi, sedangkan lembah menunjukkan tekanan yang lebih rendah. Ketika dua gelombang suara bertemu, keduanya dapat saling memperkuat atau justru saling mengurangi.

Fenomena ketika dua gelombang saling mengurangi disebut interferensi destruktif. Jika dua gelombang memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama, tetapi fasenya berlawanan, puncak gelombang pertama dapat bertemu dengan lembah gelombang kedua.

Akibatnya, tekanan udara dari kedua gelombang dapat saling menetralkan. Dalam kondisi ideal, hasilnya adalah suara yang sangat lemah atau bahkan tidak terdengar.

Cara paling mudah membayangkannya adalah melalui analogi angka positif dan negatif. Jika angka 5 dijumlahkan dengan -5, hasilnya menjadi nol. Dalam noise cancelling, gelombang suara asli “dilawan” oleh gelombang dengan pola berlawanan.

Namun, dalam praktiknya, pembatalan suara tidak sesederhana menjumlahkan dua gelombang. Suara dari lingkungan sangat kompleks, berubah-ubah, dan datang dari berbagai arah. Karena itu, perangkat ANC membutuhkan sistem elektronik yang mampu membaca dan merespons kebisingan dengan cepat.

Baca juga : Cara Membuat Prompt AI untuk Menganalisis SWOT Produk dan Strategi Bisnis

Mikrofon Bertugas Mendengarkan Suara di Sekitar

Komponen pertama yang sangat penting dalam sistem ANC adalah mikrofon. Headphone atau earphone dengan fitur noise cancelling biasanya memiliki satu atau beberapa mikrofon kecil.

Pada sistem tertentu, mikrofon ditempatkan di bagian luar perangkat untuk menangkap suara lingkungan sebelum suara tersebut mencapai telinga. Mikrofon jenis ini dapat mendeteksi suara mesin, kendaraan, percakapan, atau suara lain yang berada di sekitar pengguna.

Sebagian perangkat juga menggunakan mikrofon yang diletakkan di bagian dalam earcup atau dekat saluran telinga. Mikrofon internal tersebut bertugas memantau suara yang benar-benar sampai ke telinga pengguna.

Penempatan mikrofon ini sangat menentukan cara kerja sistem. Mikrofon luar membantu perangkat memprediksi suara bising yang akan masuk, sedangkan mikrofon dalam membantu sistem mengevaluasi hasil peredaman yang sudah terjadi.

Pada headphone premium, jumlah mikrofon dapat lebih banyak agar perangkat mampu menangkap suara dari berbagai arah dan menyesuaikan respons ANC dengan kondisi lingkungan.

Prosesor Menganalisis Gelombang Kebisingan

Setelah mikrofon menangkap suara, sinyal tersebut dikirim ke prosesor atau chip ANC. Komponen ini menjadi pusat pengolahan data dalam sistem noise cancelling.

Prosesor akan menganalisis berbagai karakteristik suara, seperti frekuensi, amplitudo, pola gelombang, dan perubahan suara dari waktu ke waktu. Data tersebut digunakan untuk memperkirakan bentuk gelombang kebisingan yang perlu dilawan.

Misalnya, ketika pengguna berada di dalam pesawat, mikrofon akan menangkap suara dengungan mesin yang relatif stabil. Chip ANC kemudian mempelajari karakter suara tersebut dan menghitung sinyal tandingan yang sesuai.

Proses ini harus berlangsung sangat cepat. Jika sistem terlalu lambat, gelombang anti-bising mungkin tidak lagi cocok dengan suara asli ketika diputar. Akibatnya, peredaman menjadi kurang efektif atau bahkan menimbulkan suara tambahan yang mengganggu.

Karena itu, ANC membutuhkan kombinasi antara mikrofon yang sensitif, prosesor yang cepat, algoritma pengolahan sinyal, dan desain speaker yang mampu menghasilkan respons secara akurat.

Speaker Menghasilkan Gelombang Anti-Bising

Setelah mengetahui karakteristik kebisingan, sistem ANC membuat gelombang suara tandingan. Gelombang ini memiliki pola yang berlawanan fase dengan suara bising yang ingin dikurangi.

Gelombang tersebut kemudian diputar melalui speaker yang berada di dalam headphone atau earphone. Speaker tidak hanya bertugas menghasilkan musik atau suara podcast, tetapi juga memproduksi sinyal anti-bising.

Ketika gelombang anti-bising bertemu dengan gelombang suara asli di sekitar telinga, keduanya mengalami interferensi destruktif. Energi suara yang masuk ke telinga pun berkurang.

Dalam kondisi ideal, suara bising dapat berkurang secara signifikan. Namun, pembatalan sempurna hampir tidak mungkin terjadi dalam penggunaan sehari-hari karena suara lingkungan tidak selalu stabil, datang dari banyak arah, dan memiliki frekuensi yang beragam.

Selain itu, posisi headphone, bentuk telinga, kebocoran suara, serta kualitas algoritma juga memengaruhi hasil akhir. Itulah sebabnya dua perangkat dengan label ANC yang sama belum tentu memberikan tingkat peredaman identik.

Tiga Jenis Sistem Active Noise Cancellation

Secara umum, terdapat tiga pendekatan utama yang digunakan dalam teknologi ANC, yaitu feed-forward, feedback, dan hybrid ANC.

1. Feed-Forward ANC

Feed-forward ANC menggunakan mikrofon yang ditempatkan di bagian luar earphone atau headphone. Mikrofon ini menangkap suara lingkungan sebelum suara tersebut mencapai telinga pengguna.

Karena mendeteksi kebisingan lebih awal, sistem dapat segera menghasilkan gelombang anti-bising. Pendekatan ini cukup efektif untuk mengatasi suara dari lingkungan luar, terutama ketika karakter kebisingan bisa diprediksi.

Namun, feed-forward ANC juga memiliki kelemahan. Mikrofon luar dapat menangkap suara angin, sentuhan, atau suara yang tidak diinginkan. Sistem juga harus memperhitungkan perbedaan antara suara yang ditangkap mikrofon dan suara yang benar-benar sampai ke telinga.

2. Feedback ANC

Feedback ANC menggunakan mikrofon internal yang ditempatkan di dekat speaker atau di dalam earcup. Mikrofon ini memantau suara yang sudah berada di dalam ruang telinga atau earcup.

Dengan cara tersebut, sistem dapat mengetahui apakah suara bising masih tersisa setelah proses pembatalan. Jika hasilnya belum sesuai, prosesor dapat menyesuaikan sinyal anti-bising secara langsung.

Keunggulan feedback ANC adalah kemampuannya mengevaluasi hasil akhir secara real-time. Meski begitu, desain ini juga memiliki tantangan tersendiri karena mikrofon internal harus bekerja sangat dekat dengan speaker yang menghasilkan suara musik dan sinyal anti-bising.

3. Hybrid ANC

Hybrid ANC menggabungkan mikrofon luar dan mikrofon dalam. Sistem ini berusaha memanfaatkan kelebihan feed-forward dan feedback ANC sekaligus.

Mikrofon luar mendeteksi kebisingan dari lingkungan, sementara mikrofon dalam memeriksa suara yang benar-benar sampai ke telinga. Prosesor kemudian menggabungkan kedua informasi tersebut untuk menghasilkan peredaman yang lebih akurat.

Karena menggunakan lebih banyak komponen, hybrid ANC biasanya ditemukan pada perangkat kelas menengah hingga premium. Biaya produksi dan kebutuhan pemrosesan yang lebih tinggi menjadi salah satu alasan mengapa teknologi ini tidak selalu tersedia pada earphone murah.

Mengapa ANC Lebih Efektif untuk Suara Mesin?

Noise cancelling tidak bekerja sama baiknya untuk semua jenis suara. Teknologi ini biasanya paling efektif dalam meredam suara yang stabil, berulang, dan memiliki frekuensi rendah hingga menengah.

Contohnya adalah dengungan mesin pesawat, suara AC, kipas angin, mesin kereta, atau suara kendaraan yang berlangsung terus-menerus. Karena pola suara tersebut relatif konsisten, sistem ANC lebih mudah memprediksi dan menghasilkan gelombang tandingan.

Sebaliknya, suara seperti percakapan manusia, klakson, tepukan tangan, suara benda jatuh, atau teriakan mendadak jauh lebih sulit diredam. Suara tersebut memiliki pola yang cepat berubah dan mengandung banyak frekuensi.

ANC mungkin tetap mengurangi sebagian energinya, tetapi tidak selalu mampu menghilangkan suara tersebut secara menyeluruh. Selain itu, suara dengan frekuensi tinggi biasanya lebih sulit diredam hanya dengan sistem elektronik.

Di sinilah peran passive noise isolation menjadi penting. Bantalan headphone, bentuk earcup, eartip silikon, dan desain perangkat membantu menghalangi suara secara fisik. Peredaman terbaik biasanya berasal dari kombinasi isolasi pasif dan ANC.

Perbedaan Noise Cancelling dan Noise Isolation

Noise cancelling sering disamakan dengan noise isolation, padahal keduanya bekerja dengan cara berbeda.

Noise isolation atau isolasi suara pasif mengandalkan penghalang fisik. Bantalan headphone menutup telinga, sedangkan eartip earphone membantu menutup saluran telinga. Dengan begitu, sebagian suara dari luar tidak dapat masuk dengan mudah.

Sementara itu, ANC menggunakan sistem elektronik untuk menghasilkan gelombang tandingan. Teknologi ini dapat bekerja meskipun tidak semua suara tertutup secara fisik.

Keduanya saling melengkapi. Isolasi pasif membantu mengurangi suara frekuensi tinggi dan suara yang bocor melalui celah, sedangkan ANC efektif untuk mengatasi suara rendah yang stabil. Karena itu, perangkat dengan desain yang nyaman dan rapat biasanya memberikan pengalaman peredaman lebih baik.

Manfaat Noise Cancelling dalam Kehidupan Sehari-hari

Teknologi ANC memberikan sejumlah manfaat praktis. Salah satunya adalah meningkatkan kenyamanan ketika mendengarkan musik atau podcast di lingkungan ramai.

Ketika suara bising berkurang, pengguna tidak perlu menaikkan volume terlalu tinggi hanya untuk menutupi suara dari luar. Kebiasaan mendengarkan audio dengan volume lebih rendah dapat membantu mengurangi risiko paparan suara berlebihan.

ANC juga berguna bagi pekerja yang membutuhkan konsentrasi. Suara dengungan AC, mesin kantor, atau kendaraan di luar ruangan dapat mengganggu fokus. Dengan peredaman yang baik, lingkungan terasa lebih tenang sehingga pekerjaan tertentu menjadi lebih nyaman.

Bagi pengguna transportasi umum, ANC dapat membantu mengurangi kelelahan akibat paparan kebisingan dalam perjalanan panjang. Teknologi ini juga berguna saat melakukan panggilan telepon, meskipun kualitas mikrofon untuk menangkap suara pengguna tetap bergantung pada desain perangkat.

Meski demikian, ANC bukan pengganti perlindungan pendengaran khusus. Di lingkungan dengan suara ekstrem, seperti lokasi konstruksi atau area industri, pengguna tetap membutuhkan alat pelindung telinga yang sesuai.

Apakah Noise Cancelling Benar-Benar Membuat Dunia Sunyi?

Jawabannya adalah tidak sepenuhnya. Noise cancelling tidak menghapus suara dari lingkungan, melainkan mengurangi energi gelombang suara yang sampai ke telinga.

Hasilnya bergantung pada banyak faktor, mulai dari jenis kebisingan, posisi mikrofon, kemampuan prosesor, kualitas speaker, desain earcup, hingga kecocokan perangkat dengan telinga pengguna.

Pada suara yang stabil, efeknya bisa terasa sangat mengesankan. Namun, suara mendadak dan kompleks tetap mungkin terdengar. Bahkan, sebagian pengguna dapat merasakan sensasi tekanan atau perubahan suasana ketika ANC aktif, meskipun sebenarnya tidak ada tekanan udara nyata yang dihasilkan oleh teknologi tersebut.

Pada akhirnya, noise cancelling merupakan contoh menarik tentang bagaimana konsep fisika diterapkan dalam perangkat sehari-hari. Dengan memanfaatkan interferensi destruktif, mikrofon, algoritma, prosesor, dan speaker, headphone modern dapat menciptakan pengalaman mendengarkan yang jauh lebih tenang.

Jadi, ketika suara mesin pesawat atau dengungan AC terasa menghilang setelah satu tombol ditekan, sebenarnya perangkat tersebut sedang melakukan perhitungan dan menghasilkan gelombang tandingan dalam waktu sangat singkat. Bukan sulap, melainkan rekayasa suara yang bekerja di balik layar.