Как работает шумодав в наушниках?
Активное шумоподавление — технология для устранения нежелательного внешнего шума. Чаще всего мы слышим об этой функции, когда изучаем характеристики наушников, но изначально активное шумоподавление использовалось в оборонной и авиационной промышленности, и только через какое-то время технология оказалась в обычных потребительских товарах. Давайте разберемся, как она работает и насколько эффективна.
Как работает шумоподавление
В наушниках есть внешний микрофон, который улавливает посторонние звуки, измеряет их амплитуду, а затем выпускает свою звуковую волну с такой же амплитудой. Две волны встречаются и подавляют друг друга.
В наушниках с хорошим шумодавом вы почувствуете себя в тихой закрытой комнате, даже если будете находиться на шумной улице. Человек способен улавливать звуки в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Существующие шумодавы устраняют шум на 95%, в диапазоне от 100 до 1000 Гц — шум в транспорте, разговоры рядом, ветер. Шумы ниже 100 Гц мы чувствуем не только ушами, но и всем телом, поэтому их не убрать, а все, что выше 1000 Гц, технология превращает в спокойное шипение.
Только убирает шум?
Технология не только подавляет внешние звуки для комфортного прослушивания музыки — у шумодава есть несколько других функций.
Внешний микрофон можно использовать по прямому назначению — активировать его, чтобы внешние шумы поступали в наушники. Не нужно больше снимать девайс, чтобы услышать собеседника, можно всегда слышать, что происходит вокруг тебя.
В наушниках с шумодавом есть встроенный усилитель. Он используется для создания обратной звуковой волны при включенном шумоподавлении, но еще он позволяет наушникам выдавать более качественный, полный звук.
Не вредит здоровью?
3% пользователей начинают жаловаться на головную боль после долгого использования таких наушников. Это связано с индивидуальной непереносимостью системы шумоподавления. Она напоминает морскую болезнь, когда мозг считает, что тело не двигается, но вестибулярный аппарат говорит об обратном. В случае с шумодавом мозгу кажется, что человек находится в тихом помещении, но другие органы чувств посылают противоположные сигналы.
Еще один отрицательный фактор — сильное давление на барабанные перепонки. На них давит музыка, внешний шум, обратная волна от шумодава. Такое напряжение может вызвать головные боли и навредить нервной системе.
А другие варианты есть?
Альтернативой активному шумодаву можно считать пассивное шумоподавление. Разработчики стараются добиться полной герметизации уха за счет эргономики наушника, массивных амбушюр на накладных наушниках, разных размеров амбушюр и их возможности принимать подходящую форму.
Сейчас активное шумоподавление — самый эффективный и технологичный способ, как заглушить внешний шум и наслаждаться любимой музыкой в наушниках.
О какой функции или технологии рассказать в следующий раз? Пишите в комментариях!
Источник
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.
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.
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.
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.
Источник
Система активного шумоподавления в наушниках – как работает эта магия?
Или нам снова продают несуществующую технологию?
Систему активного шумоподавления всё чаще можно встретить в новых моделях наушников, причём не только в полноразмерных. Но что это такое на самом деле, как работает, откуда взялось и насколько безопасно?
Немного истории
Эта технология долгое время использовалась в военной промышленности, а на полки магазинов попала буквально 3-5 лет назад. Вы наверняка видели фотографии из тира или со стрельбища, где люди носят на голове такие большие зеленые наушники – они называются активными и тоже обладают системой шумоподавления. Притом они заранее настроены усиливать человеческую речь, подавляя звуки выстрелов. Разве что только музыку не играют.
Принцип работы
Если кратко описывать принцип этой технологии, то он заключается в наложении на нежелательный шум специально сгенерированного звука, так называемого «антишума». Система при помощи встроенных микрофонов захватывает мешающие прослушиванию музыки шорохи, скрипы, свисты и рычания из внешнего мира, а затем издает звуковую волну с той же амплитудой, но зеркально исказив фазу исходного звука. Волна шума, который нужно подавить смешивается с ней и гасится.
Эффективность
Абсолютной тишины добиться, конечно, не получится, но отсечь до 95% всех лишних звуков точно удастся. По-крайней мере, в этом нас заверяют производители наушников. Дело в том, что человеческое ухо воспринимает звуковые волны в диапазоне от 20 Гц до 20 КГц, но даже самые навороченные системы активного шумоподавления в дорогих наушниках способы работать в частотах от 100 Гц до 1 КГц. Этого вполне хватит, чтобы заглушить звуки общественного транспорта, метро, человеческую речь и всё то, с чем мы обычно сталкиваемся на улице.
Возможные риски
Казалось бы, чего тут можно бояться? На самом деле, наушники с активным «шумодавом» клинически противопоказаны примерно 3% населения людей, слух которых наиболее чувствителен к «антишуму», непрерывно подаваемому в ухо. Мозгу поступают звуковые сигналы, он их ощущает, не слышит, из-за чего у человека может возникнуть дискомфорт. А вот пропустить свою станцию в метро или автобусную остановку можно не опасаться – как правило, большинство таких систем можно настроить, какой именно шум они будут отсекать. Таким образом, голос диктора вы не прослушаете, а вот стук колес до вас не доберется.
Стоит своих денег?
Всё, что описано выше очень красиво звучит и очень дорого стоит. Система активного шумоподавления действительно работает и вызывает невольный вау-эффект у всех, кто хоть раз опробует её на себе. Но высокие технологии не могут стоить дешево, а потому и самые дешевые наушники с такой функцией обойдутся вам минимум в 5000 рублей. Только нужно сразу понимать, что ни о каких 95% отсеченных шумов там речи и быть не может, потому что за такую гарнитуру придется выложить 10 и больше тысяч рублей. А флагманские беспроводные модели могут стоить все 25-30 тысяч рублей.
Источник