02.12.2020

Нежелательные звуки: технологии шумоподавления

Шумоподавление используется в наушниках самых разных конструкций. Благодаря ему люди могут слушать музыку, подкасты и другой контент, не отвлекаясь на посторонние звуки. Разберёмся, откуда пошла эта технология и как она работает.

В 1978 году правительство США обратилось к производителям акустики с необычным предложением: разработать технологию, которая позволила бы пилотам самолётов и астронавтам NASA общаться с наземными командами и другими пилотами, не отвлекаясь на рёв двигателей. Заказ был выполнен, а разработка нашла применение не только в авиации и космонавтике. С 1986 года она стала применяться в военных шлемофонах и в гражданской электронике.

Шумоподавление бывает двух типов: активное и пассивное. Первое (Active Noise Canceling, ANC) работает за счёт волн, созданных устройством и похожих на фоновый шум. Они и компенсируют нежелательные звуки вокруг. А при пассивном шумоподавлении (Passive Noise Canceling, PNC) наушники физически закрывают слуховые каналы от внешнего шума.

Нежелательные звуки: технологии шумоподавления

Активное шумоподавление

Звуковые волны можно компенсировать или даже полностью подавить другими колебаниями. Как и морские волны, звуковые имеют пики (самая высокая точка) и впадины (самая низкая точка). Когда волны с одинаковым расстоянием от пика до впадины приходят с разных направлений и сталкиваются между собой, их пики и впадины совмещаются — и в результате гасят друг друга.

В науке это называется интерференцией. Её-то и используют системы активного шумоподавления, чтобы оградить вас от нежелательных звуков ещё до того, как они достигнут ушей. Внешние шумы улавливает микрофон, установленный внутри наушника. Устройство анализирует их, а затем воспроизводит в «перевёрнутом» виде, в противофазе, благодаря чему техника гасит нежелательные звуковые волны.

Нежелательные звуки: технологии шумоподавления

Процесс шумоподавления непрерывен. Если наушник улавливает звук, похожий на шум, который он проанализировал ранее, в нужное время будет генерироваться отзеркаленная волна. Вот почему эта технология очень эффективна в шумных местах, таких как самолёт или метро. С другой стороны, ANC могут пасовать в тех случаях, когда внешние звуки случайны и их труднее предсказать.

Система активного шумоподавления лучше всего справляется с низкими частотами. Ведь для анализа ей требуется время, и эта потенциальная задержка влияет на качество гашения внешних звуков. Другими словами, лишние шумы могут появляться быстрее, чем электроника их устранит. В случае басов, то есть звуков низкой частоты, которые имеют относительно большую длину волны, промежуток между гребнем и впадиной тоже широкий, поэтому небольшое отставание во времени смещения не повлияет на качество шумоподавления. Однако высокие звуки имеют более короткий промежуток между гребнем и впадиной, а это значит, что даже небольшая задержка может снизить эффективность ANC.

Пассивное шумоподавление

Самый простой способ заглушить шум — закрыть уши руками. Звук не проникнет в слуховой канал, если на его пути есть препятствие. По сути, в этом и заключается принцип работы пассивного шумоподавления. Наушники с накладками, закрывающими всё ухо, и вкладыши, полностью закрывающие ушной вход, служат примерами технологии пассивного шумоподавления.

В отличие от активных систем, где необходимы микрофоны и схемы, анализирующие звуковые волны, наушники с пассивным шумоподавлением проще в изготовлении и обычно дешевле. Если модель с PNC идеально совпадает с формой ваших ушей, она способна почти полностью блокировать внешние шумы. Но поскольку такие устройства вставляются прямо в слуховой канал, некоторые пользователи считают их неудобными.

Нежелательные звуки: технологии шумоподавления

Безопасность превыше всего

Наушники открытого типа раньше редко оснащались шумоподавлением. Но в Samsung создали Galaxy Buds Live — они комфортные и оснащены эффективной технологией ANC. Новинка заглушает внешние звуки, например, от проезжающих автомобилей и громких бытовых приборов. При этом сохраняется ясная слышимость важных объявлений и разговоров.

Несмотря на то, что технологии шумоподавления позволяют полностью погрузиться в музыку или лучше сосредоточиться на аудиокниге, они также могут представлять угрозу. Громкость внутри наушников может достигать значения 70-80 дБ SPL, что сопоставимо со звуковым давлением при работе автомобильного звукового сигнала, но поскольку звук из наушников намного ближе к пользователю, он рискует не расслышать внешние шумы. Вдобавок технология активного шумоподавления дополнительно снижает внешние звуки примерно на 30 дБ, что сильнее затрудняет распознавание опасности.

Для прослушивания в помещении наушники с эффективным шумоподавлением — отличный выбор. Однако во время занятий на свежем воздухе, например, на пробежке, следует всегда помнить о безопасности и выбирать наушники с разумным уровнем шумоподавления, позволяющим оставаться в курсе происходящего вокруг.

Нежелательные звуки: технологии шумоподавления

Поделиться ссылкой: