Kaip garsas keliauja be laidų
Prisimenu, kai pirmą kartą pamačiau žmogų gatvėje kalbantį į orą – galvojau, kad žmogus tiesiog keistas. Pasirodo, jis turėjo bevieles ausines. Dabar tokiu reginiu nieką nenustebinsi, nes bevielės ausinės tapo tokia pat kasdienybe kaip ir mobilusis telefonas. Bet kaip iš tikrųjų veikia ši technologija, kuri leidžia mums klausytis muzikos ar kalbėtis telefonu be jokių laidų?
Viskas prasideda nuo Bluetooth technologijos. Tai belaidžio ryšio standartas, kuris veikia 2.4 GHz dažnio ruože – tame pačiame, kuriame dirba daugelis Wi-Fi maršrutizatorių ir mikrobangų krosnelių. Tik nesijaudinkite, jūsų ausinės neišvirins jūsų smegenų. Bluetooth naudoja labai mažą energijos kiekį, maždaug 100 kartų mažesnį nei paprastas mobilusis telefonas.
Kai įjungiate bevieles ausines ir sujungiate jas su telefonu, įvyksta vadinamasis „porų sudarymas” arba angliškai „pairing”. Šio proceso metu abu įrenginiai susitaria dėl unikalaus ryšio kodo, kuris užtikrina, kad jūsų muzika nepasiektų kaimyno ausinių. Tai veikia panašiai kaip slaptažodis – tik šį slaptažodį įrenginiai sukuria automatiškai ir keičiasi juo per kelias sekundes.
Garso kodavimo menas
Dabar įdomiausia dalis – kaip jūsų mėgstama daina pavirsta radijo bangomis. Jūsų telefone muzika saugoma kaip skaitmeniniai duomenys – eilutės nulių ir vienetų. Bet tiesiog siųsti visus šiuos duomenis per orą būtų neefektyvu ir pareikalautų per daug energijos. Todėl čia įsikiša garso kodekai.
Kodekas – tai tarsi vertėjas, kuris suglaudina garso failą į mažesnį paketą, išsaugo svarbiausią informaciją ir išsiunčia per Bluetooth. Kita pusė – jūsų ausinės – gauna šį suglaudintą paketą ir vėl jį „išpakuoja” atgal į garsą. Visas šis procesas vyksta akimirksniu, todėl jūs nepastebite jokio vėlavimo.
Populiariausi kodekai yra SBC (Standard Bluetooth Codec), AAC (Advanced Audio Codec), aptX ir LDAC. SBC yra bazinis, kurį palaiko visi įrenginiai, bet jo kokybė prastesnė. AAC geriau veikia su Apple įrenginiais. aptX ir LDAC siūlo dar geresnę kokybę, bet juos palaiko tik naujesni įrenginiai. Tai lyg skirtingi suspaudimo būdai – kai kurie išsaugo daugiau detalių, bet reikalauja daugiau resursų.
Baterijos ir energijos valdymo gudrumai
Vienas didžiausių bevielių ausinių iššūkių – kaip sutalpinti pakankamai energijos tokiame mažame korpuse. Šiuolaikinės ausinės naudoja ličio jonų baterijas, tokias pat kaip jūsų telefone, tik daug mažesnes. Kai kurios ausinės telpa į dėklą ne didesnius už dantų šepetėlio dėžutę, o vis tiek gali groti 5-8 valandas.
Čia slypi daug inžinerinių sprendimų. Pavyzdžiui, ausinės nuolat stebi, ar jas naudojate. Jei nuimate jas iš ausų, daugelis modelių automatiškai sustabdo muzikos grojimą ir pereina į miego režimą. Kai kurios ausinės net nustato, ar klausotės muzikos, ar kalbate telefonu, ir atitinkamai reguliuoja energijos suvartojimą.
Įkrovimo dėklas – tai ne tik patogu, bet ir protinga. Dėklas veikia kaip nešiojama baterija, kuri gali kelis kartus pilnai įkrauti ausines. Dažniausiai dėkle yra 300-600 mAh baterija, o pačiose ausinėse tik 40-60 mAh. Tai reiškia, kad dėklas gali suteikti dar 20-30 valandų klausymosi laiko.
Triukšmo slopinimo stebuklai
Aktyvus triukšmo slopinimas (ANC – Active Noise Cancellation) – tai viena įspūdingiausių bevielių ausinių funkcijų. Technologija gali pasirodyti kaip magija, bet iš tikrųjų tai grynai fizika ir matematika.
Ausinėse yra maži mikrofonai, kurie nuolat klausosi aplinkos garsų. Kai mikrofonas užfiksuoja triukšmą (pavyzdžiui, lėktuvo variklių ūžesį), specialus procesorius akimirksniu sukuria priešingą garso bangą – tokią pat, tik „apverstą”. Kai abi bangos susitinka jūsų ausyje, jos viena kitą panaikina. Tai vadinamas destruktyviu interferencija.
Žinoma, tai veikia ne idealiai. ANC geriausia slopina žemų dažnių garsus – variklių ūžesį, oro kondicionierių duziančius garsus. Bet aukšti dažniai, kaip žmonių balsai ar šunų lojimas, sunkiau panaikinami. Todėl daugelis ausinių turi ir pasyvų triukšmo slopinimą – tai tiesiog gerai sandarūs antgaliai, kurie fiziškai blokuoja garsą.
Įdomu tai, kad ANC technologija vartoja nemažai energijos. Kai įjungiate triukšmo slopinimą, ausinių baterija gali išsikrauti 20-30% greičiau. Todėl jei klausotės muzikos ramybėje, galite ANC išjungti ir taupyti bateriją.
Mikrofono sistemos ir skambučių kokybė
Kalbėti telefonu su bevielėmis ausinėmis – tai visai kitas iššūkis nei tiesiog klausytis muzikos. Čia reikia ne tik perduoti garsą į ausines, bet ir surinkti jūsų balsą iš mikrofono bei išsiųsti atgal į telefoną.
Šiuolaikinės ausinės dažniausiai turi ne vieną, o kelis mikrofonus – kartais net 6-8 kiekviename ausyje. Vienas mikrofono uždavinys – užfiksuoti jūsų balsą, kitas – klausytis aplinkos triukšmo. Specialus algoritmas tada atskiria jūsų balsą nuo fono garsų.
Tai veikia naudojant vadinamąją „beamforming” technologiją. Įsivaizduokite, kad mikrofonai veikia kaip kryptinis prožektorius – jie „šviečia” garso surinkimo kryptimi tiesiai į jūsų burną ir ignoruoja garsus iš kitų pusių. Kai vėjas pučia ar šalia praūžia automobilis, algoritmas atpažįsta, kad tai ne jūsų balsas, ir sumažina tuos garsus.
Kai kurios pažangesnės ausinės naudoja ir dirbtinį intelektą, kuris išmoko atpažinti žmogaus balso charakteristikas. Toks AI modelis gali atskirti kalbą nuo kitų garsų net labai triukšmingoje aplinkoje.
Bluetooth versijų evoliucija
Bluetooth technologija nuolat tobulėja. Pirmosios bevielės ausinės naudojo Bluetooth 2.0 ar 3.0 – jos veikė, bet ryšys dažnai trūkinėjo, kokybė buvo vidutiniška, o baterija išsikraudavo per kelias valandas.
Bluetooth 4.0 pristatė Low Energy (LE) režimą, kuris dramatiškai sumažino energijos suvartojimą. Bluetooth 4.2 pagerino saugumą ir duomenų perdavimo greitį. Bet tikra revoliucija įvyko su Bluetooth 5.0 ir naujesnėmis versijomis.
Bluetooth 5.0 padvigubino duomenų perdavimo greitį ir keturgubai padidino veikimo atstumą. Tai reiškia stabilesnį ryšį ir galimybę naudoti ausines toliau nuo telefono. Bluetooth 5.2 įvedė LE Audio ir LC3 kodeką, kuris užtikrina geresnę garso kokybę naudojant mažiau energijos.
Naujausia Bluetooth 5.3 versija dar labiau patobulino energijos efektyvumą ir sumažino interferencijos problemas. O Bluetooth 5.4, kuris tik pradeda pasirodyti naujuose įrenginiuose, žada dar stabilesnį ryšį ir dar ilgesnę baterijos veikimo trukmę.
Skirtingų tipų bevielės ausinės
Ne visos bevielės ausinės sukurtos vienodai. Yra keletas pagrindinių tipų, kiekvienas su savo privalumais ir trūkumais.
Tikrosios bevielės ausinės (True Wireless Earbuds) – tai mažos ausinės, kurios visiškai neturi jokių laidų. Kiekviena ausinė yra atskiras įrenginys su savo baterija ir Bluetooth moduliu. Jos patogiausios ir kompaktiškiausios, bet dėl mažo dydžio turi ribotas baterijas ir kartais gali prarastis.
Kaklo tipo bevielės ausinės (Neckband) – turi lankelį, kuris kabinamas ant kaklo, o ausinės prijungtos trumpais laidais. Šis dizainas leidžia sutalpinti didesnę bateriją ir galingesnius komponentus. Jos populiarios tarp sportininkų, nes negali iškristi ir prarastis.
Bevielės ausinės su lankeliu (Wireless Headphones) – tai didesnės ausinės, kurios dengia visą ausį. Jos turi daug vietos baterijai ir garsiakalbių sistemai, todėl dažniausiai siūlo geriausią garso kokybę ir ilgiausią veikimo laiką. Bet jos mažiau portabilios.
Kiekvienas tipas naudoja tą pačią Bluetooth technologiją, bet skiriasi mechaninė konstrukcija ir komponentų išdėstymas. Pasirinkimas priklauso nuo to, kam jums reikia ausinių – sportui, kelionėms, darbui ar tiesiog kasdieniam naudojimui.
Ką verta žinoti prieš perkant ir kaip prižiūrėti
Dabar, kai suprantate, kaip veikia bevielės ausinės, galite geriau pasirinkti sau tinkamą modelį. Pirmiausia atkreipkite dėmesį į Bluetooth versiją – geriau rinktis bent Bluetooth 5.0 ar naujesnę. Tai užtikrins stabilesnį ryšį ir ilgesnę baterijos veikimo trukmę.
Garso kodekai irgi svarbūs. Jei naudojate iPhone, ieškokite ausinių su AAC palaikymu. Android naudotojams geriau rinktis aptX ar LDAC. Bet atminkite – abu įrenginiai (telefonas ir ausinės) turi palaikyti tą patį kodeką, kad gautumėte maksimalią kokybę.
Baterijos veikimo laikas skiriasi labai. Tikrosios bevielės ausinės paprastai veikia 4-8 valandas, su įkrovimo dėklu – 20-40 valandų. Didesnės ausinės gali veikti 20-40 valandų be įkrovimo. Pagalvokite, kaip ilgai jums reikia naudoti ausines be įkrovimo galimybės.
Dėl priežiūros – bevielės ausinės gana patikimos, bet jos nemėgsta drėgmės ir purvo. Net jei ausinės turi IP reitingą (atsparumą vandeniui), geriau jas reguliariai valyti. Ausų vaško kaupimasis gali užkimšti garsiakalbių tinklelį ir pabloginti garso kokybę. Naudokite sausą, minkštą šepetėlį ar specialias valymo priemones.
Baterija ilgainiui nusidėvi – tai neišvengiama. Po 2-3 metų pastebėsite, kad ausinės veikia trumpiau. Deja, daugelyje modelių baterijos nekeičiamos, todėl tai reiškia, kad teks pirkti naujas ausines. Bet galite pratęsti baterijos gyvavimo laiką nekraudami ausinių iki 100% – geriau laikyti jas 20-80% įkrovimo diapazone.
Ryšio problemos dažniausiai kyla dėl interferencijos. Jei ausinės trūkinėja, pabandykite atsitraukti nuo Wi-Fi maršrutizatorių ar mikrobangų krosnelių. Kartais padeda tiesiog ištrinti porų sudarymą ir sujungti ausines iš naujo. Taip pat įsitikinkite, kad telefonas ir ausinės turi naujausias programinės įrangos versijas.
Garso laisvė be laidų painiavos
Bevielių ausinių technologija per pastaruosius dešimtmečius nužengė ilgą kelią – nuo pirminių, nepatikimų prototipų iki šiuolaikinių miniatiūrinių stebuklų, kurie telpa į kišenę ir gali groti visą dieną. Tai puikus pavyzdys, kaip kelios skirtingos technologijos – Bluetooth ryšys, garso kodavimas, baterijos, triukšmo slopinimas – sujungiamos į vieną patogų įrenginį.
Suprasdami, kaip visa tai veikia, galite geriau įvertinti skirtingų modelių skirtumus ir pasirinkti tai, kas tikrai jums reikia. Gal jums svarbiausia ilga baterijos veikimo trukmė kelionėms? O gal triukšmo slopinimas darbui triukšmingoje aplinkoje? Ar gal tiesiog gera garso kokybė muzikai? Dabar žinote, į ką atkreipti dėmesį.
Technologija ir toliau tobulės – jau dabar kalbama apie ausines su sveikatos stebėjimo funkcijomis, dar geresniu dirbtinio intelekto panaudojimu ir net realaus laiko vertimo galimybėmis. Bet pagrindinis principas lieka tas pats – perduoti garsą be laidų, patogiai ir kokybiškai. Ir tai, kas dar prieš dešimtmetį atrodė kaip fantastika, dabar yra kiekvieno kišenėje.