Kaip garsas keliauja be laidų – pagrindiniai principai
Prisimenu, kaip prieš kokį dešimtmetį vaikščiodavau su telefoną prijungtais laidais prie ausų, o tie laidai nuolat susipainodavo, kabindavosi už durų rankenos ar net trūkdavo pačiu netinkamiausiu momentu. Dabar gi tiesiog išsitraukiu iš dėklo du mažytukus įrenginius, įsikišu į ausis ir – voila! – muzika groja, podkastai veržiasi, skambučiai ateina. Bet kaip, po galais, tas garsas patenka iš telefono į ausis be jokių fizinių jungiamųjų elementų?
Bevielių ausinių pagrindas yra Bluetooth technologija. Tai radijo bangų perdavimo būdas, veikiantis 2,4 GHz dažnių juostoje. Jūsų telefonas ar kompiuteris paverčia skaitmeninį garso signalą į radijo bangas, kurios keliauja per orą iki ausinių. Ten jos vėl paverčiamos į garso signalą, kurį girdi jūsų ausys. Viskas vyksta akimirksniu – šiuolaikinės ausinės turi tokį mažą vėlavimą (latency), kad net žiūrint filmus lūpų judesiai sinchronizuojasi su garsu.
Bluetooth nėra vienintelis būdas perduoti garsą belaidžiu būdu. Yra ir kitų technologijų – pavyzdžiui, infraraudonieji spinduliai (kaip senuose TV pulteliuose) ar specialūs radijo dažniai. Tačiau Bluetooth tapo standartu dėl kelių priežasčių: jis sunaudoja mažai energijos, veikia per sienas ir kliūtis, gali sujungti kelis įrenginius vienu metu ir yra palaikomas praktiškai visų šiuolaikinių elektroninių prietaisų.
Nuo pirmųjų bandymų iki šiuolaikinių sprendimų
Bevielės ausinės neatsirado per naktį. Pirmieji bandymai perduoti garsą be laidų prasidėjo dar XX amžiaus viduryje, kai radijo technologijos tapo prieinamos plačiajai visuomenei. Tačiau tos pirmosios bevielės ausinės buvo didžiulės, sunkios ir veikė tik labai trumpu atstumu.
Tikrasis proveržis įvyko 1999 metais, kai buvo pristatytas Bluetooth 1.0 standartas. Tiesa, pirmieji Bluetooth įrenginiai buvo gana nevykę – ryšys dažnai nutrūkdavo, baterijos išsikraudavo per kelias valandas, o garso kokybė buvo, švelniai tariant, abejotina. Atsimenu kolegos ausines maždaug 2005-aisiais – jos buvo tokios didelės, kad atrodė tarsi kokios kosminio piloto įranga, o garsas kartais virsdavo į keistą cypimą.
Tikroji revoliucija prasidėjo apie 2016-uosius, kai Apple išleido AirPods. Nors jie nebuvo pirmieji tikrai bevieliai ausiniukai (true wireless), jie popularizavo šią koncepciją masėms. Staiga visi norėjo turėti tokius mažus, patogumus, be jokių laidų tarp ausų. Nuo to laiko rinka tiesiog sprogdinama naujų modelių – nuo pigių kinų gamintojų iki premium klasės Sony, Bose ar Sennheiser produktų.
Kas vyksta viduje tų mažyčių įrenginių
Kai pažiūri į šiuolaikinius bevielius ausiniukus, sunku patikėti, kiek technologijų sugrūsta į tokį mažytį korpusą. Viduje telpa ne tik garsiakalbis, bet ir visa elektronikos sistema, kuri atrodytų stebuklingai net prieš dešimtmetį.
Pirmiausia – Bluetooth mikroschema. Ji priima signalą iš jūsų telefono ir jį dekoduoja. Šalia jos paprastai būna specialus garso procesorius (DAC – skaitmeninis-analoginis keitiklis), kuris paverčia skaitmeninius duomenis į analoginį signalą, kurį gali atkurti garsiakalbis. Šiuolaikinėse ausinėse šis procesorius dažnai turi ir papildomų funkcijų – triukšmo slopinimą, garso ekvalaizavimą, erdvinio garso simuliaciją.
Baterija – dar vienas svarbus komponentas. Dažniausiai tai ličio polimerų baterija, panaši į tas, kurios naudojamos išmaniuosiuose telefonuose, tik daug mažesnė. Šiuolaikinės ausinės gali veikti 4-8 valandas vienu įkrovimu, o dėklas paprastai suteikia dar 20-30 valandų papildomo veikimo laiko.
Mikrofonai – jų paprastai būna keli. Vienas skirtas skambučiams, kiti – aktyviam triukšmo slopinimui (ANC). Jie nuolat klausosi aplinkos garsų ir generuoja priešingos fazės garso bangas, kurios panaikina išorinį triukšmą. Tai gana sudėtinga technologija, reikalaujanti nemažo skaičiavimo galios.
Kodėkai ir garso kokybės paslaptys
Viena didžiausių problemų perduodant garsą per Bluetooth yra duomenų pralaidumas. Radijo bangos gali perduoti tik ribotą informacijos kiekį per sekundę, todėl garso failas turi būti suspaustas. Čia į žaidimą įsijungia kodekų pasaulis.
Pagrindinis ir universaliausias kodekas yra SBC (Sub-Band Coding). Jis palaikomas visų Bluetooth įrenginių, bet garso kokybė nėra geriausia – daugiau panašu į MP3 su žemu bitrate. AAC kodekas, kurį mėgsta Apple, šiek tiek geresnis, bet vis tiek ne idealas. Tikri audiofiliams skirtos ausinės paprastai palaiko aptX, aptX HD ar net LDAC kodekus, kurie gali perduoti aukštesnės kokybės garsą su mažesniu suspaudimu.
Tačiau štai įdomybė – net su geriausiu kodeku bevielių ausinių garso kokybė retai prilygsta geroms laidinėms. Tai fizikos dėsnis – suspaudimas visada reiškia tam tikrą kokybės praradimą. Bet daugumai žmonių skirtumas nepastebimas, ypač klausantis muzikos gatvėje ar traukinyje, kur aplinkos triukšmas ir taip užgožia subtilius garso niuansus.
Aktyviojo triukšmo slopinimo magija
Viena įspūdingiausių šiuolaikinių bevielių ausinių funkcijų yra ANC – Active Noise Cancellation. Pirmą kartą išbandžius geras ANC ausines, jausmas tikrai magiškas. Įsijungi funkciją ir staiga traukinio dundėjimas, lėktuvo ūžesys ar gatvės triukšmas tiesiog išnyksta.
Kaip tai veikia? Mikrofonai ausinių išorėje nuolat klausosi aplinkos garsų. Specialus procesorius analizuoja šiuos garsus ir per milisekundes sukuria tiksliai priešingos fazės garso bangą. Kai abi bangos susitinka jūsų ausyje, jos viena kitą panaikina – tai vadinama destruktyvia interferencija. Skamba sudėtingai, bet veikia stebėtinai gerai.
Tiesa, ANC turi savo apribojimų. Jis geriausiai veikia su žemo dažnio, monotonišku triukšmu – lėktuvų variklių ūžesiu, oro kondicionierių duzimu, automobilių variklių garsais. Su aukšto dažnio ar staigiais garsais (šunimi lojančiu, žmonėmis kalbančiais) jis susidoroja prasčiau. Todėl net su įjungtu ANC vis tiek girdėsite kai kuriuos aplinkos garsus.
Dar viena smulkmena – ANC naudoja papildomą energiją. Su įjungtu triukšmo slopinimu ausinės išsikreipia greičiau, paprastai 20-30% sparčiau nei be jo.
Baterijos ir įkrovimo sprendimai
Vienas didžiausių bevielių ausinių iššūkių visada buvo baterijos gyvavimas. Kaip į tokį mažytį įrenginį įkišti pakankamai energijos, kad jis veiktų visą dieną?
Sprendimas – įkrovimo dėklas. Tai geniali idėja: pats dėklas yra didelė baterija, kuri pakartotinai įkrauna ausines, kai jas į jį įdedi. Dauguma šiuolaikinių ausinių veikia 4-6 valandas vienu įkrovimu, o dėklas suteikia dar 3-5 papildomus įkrovimus. Tai reiškia, kad iš tikrųjų galite naudotis ausinėmis visą savaitę, įkraudami tik dėklą kartą per kelias dienas.
Įkrovimo technologijos taip pat tobulėja. Daugelis naujesnių modelių palaiko greitą įkrovimą – 10-15 minučių dėkle gali suteikti 1-2 valandas klausymo laiko. Kai kurie premium modeliai turi ir belaidį įkrovimą – tiesiog padedi dėklą ant įkrovimo kilimėlio ir viskas vyksta automatiškai.
Baterijos senėjimas – tai realybė, su kuria susiduria visi bevielių ausinių savininkai. Po metų ar dvejų intensyvaus naudojimo baterijos talpa sumažėja, ir ausinės veikia trumpiau. Deja, daugumoje modelių baterijos nekeičiamos, todėl tai reiškia, kad po 2-3 metų tikriausiai teks pirkti naujas ausines.
Ryšio stabilumas ir veikimo atstumas
Nieko nėra įkyresnio nei ausinės, kurios nuolat atsijungia ar garsas kuriame trūkinėja. Bluetooth ryšio stabilumas priklauso nuo daugelio veiksnių.
Bluetooth 5.0 ir naujesni standartai žymiai pagerino situaciją. Teorinis veikimo atstumas – iki 240 metrų atviro lauko sąlygomis, nors praktikoje su telefonais paprastai tai yra 10-30 metrų. Sienos, kiti elektroniniai įrenginiai, net jūsų kūnas gali silpninti signalą.
Įdomus faktas – 2,4 GHz dažnių juosta, kurią naudoja Bluetooth, yra ta pati, kurią naudoja Wi-Fi maršrutizatoriai, mikrobangų krosnelės ir daugybė kitų įrenginių. Todėl perpildytoje erdvėje (pavyzdžiui, daugiabučio name su šimtais Wi-Fi tinklų) Bluetooth ryšys gali būti nestabilus.
Šiuolaikinės ausinės dažnai turi ir papildomų funkcijų ryšio stabilumui gerinti. Pavyzdžiui, kai kurios naudoja abu ausiniukus kaip nepriklausomus imtuvus (ne vieną kaip pagrindinį, kitą kaip antrinį), kas sumažina vėlavimą ir pagerina stabilumą.
Ką reikia žinoti prieš perkant ir kaip prižiūrėti
Rinkoje yra šimtai skirtingų bevielių ausinių modelių, nuo 20 eurų kinų gamintojų produktų iki 400+ eurų premium klasės įrenginių. Kaip išsirinkti?
Pirma, pagalvokite, kam jų reikia. Jei daugiausia klausysitės podkastų ar skambinsite, nebūtina mokėti už brangias audiofilo ausines. Jei sportuojate, ieškokite atsparių prakaitui ir vandeniui (IPX4 ar aukštesnis reitingas). Jei daug keliaujate, ANC funkcija bus neįkainojama.
Patogumas – kritiškai svarbus aspektas. Ausinės gali turėti nuostabų garsą, bet jei jos nepatogios ir iškrenta iš ausų, nenaudosite jų. Deja, tai labai individualu – vienam puikiai tinka ausiniukai su silikoniniais antgaliais, kitam geriau tinka tie, kurie tiesiog įsikemša į ausies kanalą be jokių papildomų dalių.
Prižiūrėti bevielius ausiniukus nesudėtinga, bet svarbu tai daryti reguliariai. Ausų vaško sankaupos ant garsiakalbių tinklelio gali ne tik pabloginti garso kokybę, bet ir visiškai sugadinti ausines. Naudokite sausą, minkštą šepetėlį ar specialias valymo priemones. Drėgna šluoste galima nuvalyti korpusą, bet vengkite, kad vanduo patektų į garsiakalbio angą.
Įkrovimo kontaktai dėkle taip pat gali užsiteršti – juos galima atsargiai nuvalyti vatos pagaliuku, šiek tiek suvilgytu izopropilo alkoholiu. Tai padės išvengti įkrovimo problemų.
Dar vienas patarimas – nors daugelis ausinių yra atsparios prakaitui, geriau jų nenaudoti duše ar lietuje. “Atsparus vandeniui” nereiškia “vandeniui nepralaidus”. IPX4 reitingas reiškia, kad ausinės atlaikys prakaitą ir lengvą lietų, bet ne panardinimą į vandenį.
Kas laukia ateityje – ne tik muzika ausyse
Bevielių ausinių technologija nėra sustojusi vietoje. Kiekviena nauja karta atneša geresnes baterijas, stabilesnį ryšį, tobulesnį triukšmo slopinimą. Bet įdomiausia tai, kad ausinės tampa daugiau nei tik garso įrenginiais.
Jau dabar kai kurie modeliai turi jutiklius, kurie stebi jūsų širdies ritmą ar net galvos judesius. Erdvinis garsas (spatial audio) tampa vis populiaresnis – ausinės seka jūsų galvos padėtį ir atitinkamai koreguoja garsą, sukurdamos įspūdį, kad garsas ateina iš konkrečios vietos erdvėje. Žiūrint filmus tai tikrai įspūdinga.
Dirbtinio intelekto integracija – kitas žingsnis. Ausinės, kurios automatiškai reguliuoja ANC lygį priklausomai nuo aplinkos, kurios atpažįsta, ar kalbate su kuo nors ir automatiškai pristabdo muziką, kurios net gali versti kalbas realiuoju laiku. Visa tai jau egzistuoja prototipuose ar pirmose versijose.
Sveikatingumo funkcijos taip pat plečiasi. Ausinės, kurios stebi jūsų ausies kanalo temperatūrą (tiksliau nei riešo), analizuoja jūsų eisenos simetrišką ar net aptinka kritimus – visa tai jau kuriama.
Galiausiai, bevielės ausinės tampa vis labiau personalizuotos. Programėlės, kurios testuoja jūsų klausą ir sukuria individualų garso profilį, pritaikytą būtent jūsų ausims. Tai reiškia, kad tos pačios ausinės skirtingiems žmonėms gali skambėti skirtingai – kiekvienam optimaliai.
Bevielių ausinių kelionė nuo pirmųjų nevykusių bandymų iki šiuolaikinių mažyčių technologijų stebuklų užtruko kelis dešimtmečius. Dabar tai kasdienybės dalis – matote juos kiekvieno trečio žmogaus ausyse gatvėje, traukinyje, sporto salėje. Ir nors technologija jau dabar įspūdinga, atrodo, kad geriausias dar tik laukia priekyje. Kas žino, gal už dešimties metų bevielės ausinės bus integruotos tiesiai į akinius ar net taps tokios mažos, kad bus visiškai nematomos. Viena aišku – laikai, kai laidai kabojo nuo mūsų ausų iki kišenės, jau tikrai praeityje.