Как работает активное шумоподавление в наушниках

Виды наушников с системой шумоподавления

Все противошумные устройства для прослушивания музыки попадают в одну из трех категорий:

  1. Наушники с шумоподавлением на кабеле.
    Уровень звукоизоляции у него невысокий, поэтому цена очень доступная.
  2. Беспроводные наушники.
    Его пищеварительная система находится за «ошейником». Действительно есть кабели для подключения контроллеров к устройству, но устройство подключается к устройству через блютуз. Их минус — небольшая автономность, т к они работают с мини-аккумуляторами малой емкости. Они уступают моделям с простыми батареями.
  3. Полный размер.
    Производители поставили высокое качество звука на первое место, а шумоподавляющие свойства — лишь дополнительный бонус. Они обычно большие и дорогие, поэтому встречаются не везде.

Активное и пассивное шумоподавление: как это работает

Самый простой способ убрать ненужный шум — использовать пассивное шумоподавление. Это особенно эффективно с наушниками-вкладышами, полноразмерными и полноразмерными наушниками. Но если в последних двух случаях все легко и просто — нужно просто надеть наушники и наслаждаться звуком, то в случае с внутриканальными наушниками придется приложить немного усилий.

Дело в том, что эффективность пассивного шумоподавления напрямую зависит от того, насколько плотно наушники сидят на ушах или голове. Поэтому в комплекте с наушниками-вкладышами обычно поставляется несколько пар насадок разного размера: уши у всех разные и пользователь должен правильно подобрать для них насадки. Они не должны давить, но и не должны оставлять зазора для звуковых волн.

Что бы это ни было, но никакое пассивное шумоподавление не может полностью его устранить. Это хорошо понимают производители наушников, которые уделяют все больше внимания развитию систем активного шумоподавления. Принцип работы таких систем основан на интерференции звуковых волн и, по сути, не менялся с 30-х годов прошлого века.

На внешней стороне наушников с активным шумоподавлением находятся микрофоны, улавливающие внешние шумы. Полученная ими информация передается на DSP-процессор наушников, который анализирует волны, генерируя звук с той же амплитудой, но в обратной фазе (противофазе). Результирующий «антизвук» воспроизводится динамиками наушников, а звуковые волны компенсируют друг друга в процессе интерференции.

На практике это еще сложнее, чем кажется. Разработка эффективной системы активного шумоподавления сталкивается с рядом проблем, и они особенно остро стоят в откровенно бюджетных наушниках. В первую очередь это относится к недостаточно мощному микроконтроллеру таких моделей, который не может своевременно реагировать на изменение звукового фона — ему может не хватать времени на обработку звука и превращение его в антизвук до исходной волны проходит от внешнего микрофона к разговорному динамику. В этом случае ни о каком вмешательстве не может быть и речи.

Еще один важный момент касается качества звука. Многие владельцы дешевых наушников с ANC замечают ухудшение качества звука при включении активного шумоподавления. Не забывайте о характеристиках звуковых волн. Большая длина низкочастотных волн позволяет сгладить неизбежные различия фаз нормальной и инвертированной волн. В результате активное шумоподавление лучше всего справляется с монотонным шумом в диапазоне частот от 100 до 1000 Гц, например шумом транспорта. В свою очередь, для звуков высокой и средней частоты эти ошибки приводят к недостаточно эффективному гашению звуковых волн и появлению дополнительного шипения.

Гибридное шумоподавление

Гибридное решение ANC сочетает в себе лучшие из перечисленных выше методов. Он использует внешний основной микрофон для мониторинга окружающего шума и внутренний микрофон для контроля ошибок для контроля того, что слышит пользователь в дополнение к воспроизводимому звуку. Когда оба метода используются одновременно, шумоподавление становится более эффективным.

Эффективно ли это

284px-Active_Noise_Reduction

Активное шумоподавление многие ошибочно считают маркетинговым ходом. Да, от всех шумов система не защитит, но свою прямую функцию выполняет исправно.

Принято считать, что человек способен воспринимать звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Большинство современных «шумоподавителей» хорошо справляются с шумом от 100 Гц до 1 кГц. Этого достаточно, чтобы избавить слушателя от чужих разговоров, шума транспорта и ветра.

Колебания в диапазоне ниже 100 Гц мы воспринимаем не только ухом, но и телом, тут никакое шумоподавление в наушниках не поможет. Что касается верхнего диапазона, то система может превращать высокочастотный визг или шипение в тихое шипение.

Хорошие наушники с шумоподавлением могут создать ощущение, что вы находитесь в тихой комнате, даже на шумной улице.

Основные проблемы, связанные с шумоподавлением

Наушники с активным шумоподавлением — настоящий подарок для меломанов, ведь окружающий шум больше не мешает прослушиванию любимых треков. Однако такие наушники часто вызывают головную боль, вызванную влиянием системы шумоподавления на мозг слушателя.

Непереносимость системы активного подавления шума.

Не беспокойтесь о том, что вы не сможете использовать шумоподавление. Только 3% людей, которым это противопоказано. У них болит голова, как только они слушают музыку в этих наушниках, так как они страдают синдромом непереносимости шумоизоляции. Напоминает головокружение, когда человеку кажется, что вокруг тишина, но органы чувств предупреждают мозг об опасности.

Достоинства и недостатки наушников с активным шумоподавлением

Производители устройств придумали использовать внешний микрофон по прямому назначению. Поэтому в некоторых моделях устраняется не только шум, но и звук передается во внешнюю среду. Таким образом, вы можете разговаривать с другим человеком через гарнитуру и безопасно переходить улицу с шумоподавляющими гарнитурами.

Еще одним преимуществом является встроенный усилитель, который выдает более качественный звук.

К недостаткам наушников с шумоподавлением можно отнести то, что они подходят не всем пользователям.

Есть 3% людей, которым они не подходят, об этом мы поговорим далее. Другая проблема заключается в том, что владелец устройства получает музыку, внешние звуки, а также «антишум», что в совокупности негативно влияет на барабанные перепонки и приводит к головным болям

Противошумные наушники
Шумоподавляющие или защитные наушники необходимы всем мастерам, работающим в шумных условиях….

Как устроены наушники с системой активного шумоподавления?

Среди любителей музыки сейчас очень популярны беспроводные наушники с шумоподавлением. Такие устройства составляют основную часть ассортимента всех моделей аудиоотделов. Востребованность наушников такого типа объясняется отсутствием посторонних шумов при прослушивании музыки. Вы можете ездить на метро, ​​летать на самолете, гулять по городу и наслаждаться треками любимых исполнителей, не обращая внимания на гудение и прочие шумы вокруг вас.

Шумоподавление в наушниках может быть активным или пассивным. Отличия просты:

  • Активное шумоподавление (ANC) устраняет шум с помощью отдельного устройства или источника питания.
  • Пассивное шумоподавление (PNC) устраняет шум с помощью шумоизолирующих материалов и аксессуаров, таких как поглощающие панели, басовые ловушки или другие компоненты.

Устройства с пассивным шумоподавлением известны давно; на самом деле они появились вместе с открытием звукопоглощающих материалов. Активное шумоподавление — более молодая технология, запатентованная в 1936 году американцем Полом Лугом. В своем патенте Луг описал принцип подавления синусоидальных звуковых волн путем изменения фазы волны, а также объяснил, как убрать шум вокруг громкоговорителя, изменив полярность сигнала. Система активного шумоподавления на основе патента Lug уже много лет используется в авиации. Он перешел в потребительский сегмент только с разработкой портативных MP3-плееров.

Как работают наушники с шумоподавлением
Шумоподавляющее устройство для наушников

Популярные сегодня наушники с активным шумоподавлением устроены просто: внутри наушника установлен специальный микрофон, который улавливает поступающий шум и передает информацию на встроенный микропроцессор. Последний определяет силу шума и инвертирует сигнал для устранения помех от внешнего мира.

Типы шумоподавления

Существуют различные типы ANC для различных аудиосред.

Адаптивное активное шумоподавление автоматически регулирует эффект в зависимости от уровня фонового шума, а также учитывает прилегание амбушюр.

Настраиваемое активное шумоподавление позволяет вручную установить уровень шумоподавления в зависимости от окружающей среды.

Режим акустической прозрачности позволяет проникать посторонним звукам (похожий эффект наблюдается в наушниках с костной проводимостью). В этом режиме вы можете общаться с окружающими вас людьми и одновременно слушать музыку. У некоторых производителей эта функция дополнена распознаванием голоса.

Полезные фишки активного шумоподавления

SHB8850NC_27-MI1-глобальный-001

Производители подумали, раз наушники оснащены внешним микрофоном, то почему бы не предусмотреть возможность использования его по прямому назначению.

Некоторые модели позволяют временно отключать шумоподавление и передавать звук «на выход» в наушники. Так что вы можете общаться со звонящим, безопасно передвигаться или просто воспринимать информацию из внешнего мира, не снимая наушников.

Еще одним преимуществом моделей с активным шумоподавлением является наличие встроенного усилителя. Именно с его помощью создается «антишум» для работы системы, но помимо этого усилитель способен выдавать более качественный звук.

Эффективность наушников с активным шумоподавлением

К сожалению, система ANC не идеальна. Не существует ни одной модели беспроводных наушников с активным шумоподавлением, способной гарантировать полное отсутствие фона во всем воспринимаемом человеком диапазоне. Лучше всего качественное шумоподавление работает на частоте 100-1000 Гц, в этом отрезке диапазона внешнее влияние звуков снижается до -30 дБ.

Поскольку низкие частоты человек воспринимает не столько ушами, сколько телом, используемая система АНК малоэффективна. При обработке шума с частотой выше 1000 Гц шумоподавление может даже добавить немного фона. Это будет очень слабое шипение, которое не все пользователи могут услышать.

Сеннхайзер PXC480
Сеннхайзер PXC480

В некоторых моделях наушников система реализована просто идеально: надев условные Sennheiser PXC 480, сначала кажется, что вы находитесь в тихом помещении, а не в шумном метро или на улице. Также есть устройства, в которых функция ANC временно отключена и из акустических излучателей слышны окружающие звуки. Эта функция позволяет разговаривать с людьми или слушать важную информацию, не снимая гарнитуру.

Могут ли наушники с шумоподавлением постоянно блокировать весь звук?

1.jpg»>

К сожалению, нет, по крайней мере, пока. Они приближаются к этой цели, но из-за того, что наушники не могут автоматически создавать нужный сигнал, некоторые звуки преодолевают барьер.

Шумоподавление работает лучше всего, когда шум, который вы хотите заблокировать, является низкочастотным и постоянным, например, от вагона поезда, двигателя самолета или офисного кондиционера. Случайные шумы, такие как крик, лай собаки или автомобильный гудок, все равно будут слышны, потому что даже лучшие наушники ANC не способны создавать несинфазный звук в реальном времени.

В чем разница между активным шумоподавлением и шумоизоляцией?

1.jpg»>

Это довольно простой вопрос, но его стоит рассмотреть, так как некоторые производители могут заявлять, что их продукция имеет «шумопоглощающую конструкцию» или «естественную звукопоглощающую способность», а это не одно и то же.

Активное шумоподавление — это электронная технология, для работы которой требуется питание. Используя его, вы вскоре заметите, что при включенном ANC батарея ваших беспроводных наушников разряжается быстрее.

В то же время звукоизоляция имеет физическую природу; этот термин используется для описания наушников, которые блокируют внешние звуки и уменьшают количество звука, просачивающегося в уши, не требуя питания; нужный эффект достигается исключительно за счет качества конструкции и дизайна.

Закрытое акустическое оформление, кожаные амбушюры, плотное прилегание к ушному каналу, возможность выбора амбушюр большего или меньшего размера, оголовье высокого давления (что делает наушники более удобными), подушечки для чашек и даже форма или материал корпуса динамика способствует пассивной шумоизоляции. Но помните, что это не замена активному шумоподавлению.

Какие есть альтернативы

а

На данный момент активное шумоподавление является наиболее технологичным решением. Эта функция отсекает до 95% посторонних звуков при прослушивании музыки. При этом используется целая цепочка дополнительных элементов и это влияет на стоимость наушников и наушников с активным шумоподавлением.

В противовес этой технологии можно поставить пассивное шумоподавление. Это достигается путем герметизации человеческого уха от внешнего шума с помощью больших амбушюр на накладных моделях или гибких формованных амбушюр на вакуумных моделях.

При прочих равных условиях такие наушники дешевле и проще в устройстве, а значит, их работа надежнее.

Статичные и адаптивные фильтры активного шумоподавления

До недавнего времени производители использовали только статические ненастраиваемые фильтры активного шумоподавления. Этот универсальный метод предполагает, что фильтр работает для всех условий воспроизведения звука.

Сегодня ANC использует адаптивные или настраиваемые фильтры, которые адаптируются к слуху человека или конфигурации наушников и адаптируются к изменяющейся акустической среде. Это позволяет улучшить функцию шумоподавления для более широкого круга пользователей.

Как ANC работает с адаптивными фильтрами

Адаптация — это не просто фильтрация шума. Если проанализировать окружающий шум, то можно заметить множество его разновидностей, например, звук двигателей в салоне самолета (низкие частоты), разговоры в кафе (средние частоты), музыка на концерте (очень громкий звук). Т.е и шум в библиотеке (очень низкий звук). В каждой конкретной ситуации адаптивный фильтр работает, чтобы максимизировать общую эффективность шумоподавления. Например в салоне самолета фильтр подавляет низкие частоты, а в кафе средние и т.д.

На самом деле процесс адаптации сложнее, но наше описание дает общее представление о возможностях адаптивных фильтров.

Источники

  • https://ichip.ru/tekhnologii/kak-rabotaet-aktivnoe-shumopodavlenie-v-naushnikah-724712
  • https://www.iphones.ru/iNotes/697768
  • https://plantro.ru/chem-otlichaetsya-aktivnoe-shumopodavlenie-ot-passivnogo-v-naushnikax-i-garniturax/
  • https://samesound.ru/gear/124231-kak-rabotaet-aktivnoe-shumopodavlenie-v-naushnikah
  • https://myearphones.ru/gid-po-vyboru/naushniki-s-sash
  • [https://SetPhone.ru/stati/chto-takoe-aktivnoe-shumopodavlenie/]
  • [https://www.audiomania.ru/content/art-7904.html]

Оцените статью
Pro-Naushniki.ru
Adblock
detector