Нетронутая тишина: несколько слов о наушниках с активным шумоподавлением
Мне не раз приходилось видеть людей, которые пытаются избавиться от постороннего шума путём увеличения громкости наушников. Известно, что такой способ изоляции сознания от посторонних шумов вреден для волосковых клеток базилярной мембраны и может привести к повреждению слуха. Не посягаю на право каждого портить своё здоровье удобными для него методами, но всё же считаю, что конструкторская мысль помогла избавиться от шума более щадящими средствами.
В этом посте я хочу подробно описать достоинства, эффективность, а также проблемы этих устройств. И дать возможность читателям решить, насколько такие устройства подходят именно им. Как и в предыдущих материалах, постскриптумом будет небольшое количество корпоративной джинсы, для тех, кто заинтересован в приобретении товаров, ставших темой этого повествования.
Принцип «клин клином»: плоды интерференции
Теоретическая база для создания активного шумоподавления достаточно проста и основана на интерференции звуковых волн. В наушниках с активным шумоподавлением установлены микрофоны (определяющие уровень фонового шума) и динамики (иные излучатели), которые создают волны с той же амплитудой, но с перевернутой фазой (антифазой). В процессе такой интерференции волн, происходит взаимное уменьшение результирующей амплитуды, иными словами, волны гасят друг друга.
В теории этот принцип позволяет добиться тишины, на практике всё несколько сложнее. Оказалось технологически достаточно тяжело создать систему, которая будет точно попадать в противофазу, особенно с СЧ и ВЧ шумом. Активные системы шумоподавления способны эффективно гасить низкочастотный монотонный шум. Достаточно большая длина волны НЧ-сигналов «сглаживает» влияние разницы в значениях инвертированной фазы. В случаях серьезного несоответствия фазы и антифазы для ВЧ и СЧ сигналов, в наушниках может появляться постороннее шипение.
История: в метро из авиации
Идея использования описанного выше принципа для шумоподавления принадлежит американцу Полу Люгу, который в 1934-м году получил патент на применение принципов интерференции при подавлении синусоидальных и иных (произвольных) звуковых сигналов в области громкоговорителя путём инверсии полярности.
Уже в 50-е годы активное шумоподавление находит применение в авиации. Системы Лоуренса Фогеля использовались для подавления шума в кабинах вертолётов и самолётов.
Лоуренс Фогель
В 1957-м году Уиллардом Микером были созданы первые накладные наушники с активным шумоподавлением, которые также применялись в авиации. Система Микера была способна подавлять шумы в диапазоне от 50 до 500 Гц с затуханием на уровне 20 дБ.
Уиллард Франклин Микер
В 1986-м году появились первые серийные наушники с системой активного шумоподавления, которые выпустила компания BOSE. Гаджет был разработан Диком Рутаном и Джиной Игер и использовался также в авиации, где посторонние шумы двигателей и т.п. мешали лётчикам при ведении переговоров. Уже к 1989 году компания адаптировала технологию для бытового применения, продолжая, при этом, специализированные авиационные разработки.
Первые наушники BOSE с активным шумоподавлением (авиационные)
современные наушники BOSE для применения в быту
Сегодня наушники с активным шумоподавлением выпускаются и разрабатываются такими компаниями как BOSE, Sennheiser, JBL, SONY, Audio-Technica, Philips.
Достоинства и недостатки
Не смотря на достаточное количество преимуществ, головные телефоны с активным шумоподавлением обладают и рядом существенных недостатков.
К достоинствам можно отнести:
- собственно само по себе «активное шумоподавление»;
- наличие очень серьезной пассивной звукоизоляции;
- отсутствие необходимости до опасных пределов в повышении громкости (более 90 -100 дБ) в шумных местах.
- необходимость в дополнительном питании для шумоподавления;
- возможность возникновения дополнительных негативных эффектов (головной боли, неприятных ощущений при прослушивании);
- при использовании на улицах с интенсивным движениям выше вероятность ДТП.
Интересно подошли к вопросу питания в компании JBL. Их продукт, анонсированный совместно с компанией HTC – спортивные наушники JBL Reflect Aware С, представленные в прошлом году, подключаются к смартфону через USB type C, что позволяет отказаться от дополнительных источников питания и при этом не требует применения уникальных разъёмов.
Невыносимая чистота музыки
Среди отзывов о NC-наушниках можно встретить рассказы о том, что после длительной или не очень эксплуатации возникают различные побочные эффекты, например, головная боль, неприятные ощущения при прослушивании, психологический дискомфорт. Известно, что около 5-7 % испытуемых, регулярно использующих наушники, не переносят устройства с активным шумоподавлением.
Дело в том, что за время своей жизни человек привыкает и адаптируется к определённому уровню шума. Музыка, как правило, существенно отличается от других звуковых раздражителей – эта разница приводит к тому, что мозг некоторых людей должен заново адаптироваться к новому более монотонному фону, возникающему в NC-наушниках. Кроме того в ряде ситуаций, как я уже писал, работу системы активного шумоподавления может сопровождать собственный высокочастотный шумовой фон, длительное воздействие которого также может сопровождаться головной болью и дискомфортом при прослушивании.
Не стоит также забывать о распространённых сегодня головных болях напряжения, которые может (в числе прочих факторов) спровоцировать тугое оголовье (которое достаточно часто применятся в этом типе наушников для улучшения пассивной звукоизоляции полноразмерных чашек).
Даже если вы ошиблись с выбором, и NC-наушники вызывают у вас дискомфорт, в соответствии со статьями 502 ГК РФ и 25 Закона РФ от 7 февраля 1992 г. № 2300-1 «О защите прав потребителей», вы можете вернуть гаджет в магазин в течение 14-ти дней.
Наушники с шумоподавлением: сделайте потише!
Надел наушники — отключился от внешнего мира, погрузился в музыку, и чтобы ни одного лишнего звука. Пожалуй, об этом мечтает каждый меломан. Отдавая подчас немалые деньги за наушники, можно столкнуться с неприятным сюрпризом: музыку-то слышно, но и все остальное слышно не хуже! Все дело в шумоподавлении.
Зачем нужно шумоподавление?
Шумоподавление буквально отделяет вас от окружающего мира. Ив некоторых ситуациях оно – не только прихоть аудиофила, но и необходимость.
В долгих поездках шумоподавление бывает единственным спасением от неудачных попутчиков, галдящих детей и просто окружающего гула. И если раньше каждый турист или командировочник имел на этот случай в сумке беруши, то с современными наушниками можно не отправлять себя в полный вакуум, а слушать аудиокниги, лекции, музыку, но при этом полностью абстрагироваться от происходящего вокруг.
Пригождаются наушники с шумоподавлением и в офисе. Знакома ситуация, когда громкие обсуждения коллег мешают работать, а гул компьютеров или писк бесперебойников просто бесят? Особенно это актуально для современных офисов типа open space, когда в одном помещении набито несколько десятков человек сразу. Сконцентрироваться на серьезных задачах в такой атмосфере не то что сложно, а иногда и вообще невозможно.
Наверно, самая частая причина поисков наушников с изоляцией — это город. Машины, метро, поезда, люди — многим из нас все это мешает, отвлекает, вызывает психическое и нервное напряжение. Когда возвращаешься уставший с работы и впереди полтора часа езды в метро — последнее, чего бы хотелось — это слушать резкий и раздражающий грохот и гомон.
Однако в любой из ситуаций помните еще и о технике безопасности. Если в офисе вам вряд ли что-то угрожает, то на улице бывает немало опасных и внезапных ситуаций, где ваш слух может буквально спасти вам жизнь. Поэтому если вы ищете шумоподавление для города, то либо постоянно оглядывайтесь по сторонам и ходите строго в безопасных местах, либо не выбирайте модели с абсолютным поглощением звука.
Пассивное шумоподавление
Существуют всего два вида шумоподавления — активное и пассивное. Пассивное реализуется за счет конструкции наушников. Амбушюры, материалы, посадка — все это влияет на степень «отключки» от мира.
Внутриканальные наушники
Самый простой и доступный вариант — внутриканальные, вакуумные наушники. Даже самые простые и бюджетные модели уже неплохо защищают от шума. По сути, они работают так же, как беруши — погружаются в слуховой проход, блокируя звук. Здесь прежде всего играет роль материал накладок-амбушюр и плотность фиксации в ушном проходе.
Силикон — мягкий, гибкий материал, хуже всего защищает от звука. Существуют двух- и трехконтурные модификации силиконовых амбушюр, которые со своей задачей справляются уже намного лучше. Они вставляются намного глубже стандартных накладок, и каждый контур плотно изолирует от звука. Но многим людям накладки «елочки» оказываются некомофртными как раз из-за глубины погружения и анатомических особенностей строения внутреннего уха.
Пена шумоизолирует намного эффективнее. Пеноматериал бывает разным по плотности, и чем плотнее — тем сильнее подавление внешних звуков. Однако пенные амбушюры дороже силиконовых, гораздо быстрее изнашиваются, их нужно постоянно менять. К тому же пена не обладает гибкостью, садится в ухо жестко. Для кого-то это дело привычки, но для некоторых пользователей после податливого и мягкого силикона пена покажется, как пробка в ухе.
Кастом — тут без вариантов шумоизоляция будет на высоте. Некоторые бренды наушников предлагают в буквальном смысле изготовить наушники и амбушюры по слепку вашего внутреннего уха. Тогда наушники войдут идеально, сидеть будут плотно, никаких «вражеских» звуков вы не услышите. Как не трудно догадаться, единственный недостаток — высокая цена такого удовольствия.
При выборе любого материала, во внутриканальных наушниках самым главным остаются анатомические особенности и размер накладок. Амбушюры должны быть подобраны так, чтобы вам было комфортно. Даже самая плотная пена, если она будет постоянно выпадать из уха, не даст вам желаемого эффекта. То же самое и в обратную сторону — никакая крутая шумоизоляция не принесет вам удовольствия, если накладки будут давить и натирать ухо.
Накладные наушники
Здесь нам важен не только материал амбушюр, но еще и конструкция чашек и сила прижатия к голове.
Материал и жесткость амбушюр — это не только про шумоизоляцию, но еще и про комфорт и экологичность ношения. Слишком жесткие амбушюры не дадут плотного прилегания по форме уха, да к тому же будут давить, натирать и всячески мешать. Особенно, если при этом еще и оголовье слишком тугое. В лучшем случае вам будет неудобно, в худшем — готовьтесь к головным болям, дискомфорту и будущим заболеваниям ушей. Амбушюры должны быть максимально мягкими и пышными, нигде не давить, но, в то же время, плотно «обнимать» ваше ухо.
Если мы говорим о плотности прилегания «ушей» к телу, то одним из важнейших факторов выбора является материал. Особенно, если вы находитесь в наушниках по несколько часов подряд или даже целыми днями. Из материалов стоит отдать предпочтение натуральной коже либо дорогой синтетике, похожей на натуральную ткань. Они сами по себе неплохо заглушают шумы, но к тому же «дышат» — сохраняют циркуляцию воздуха. Бюджетная искусственная кожа, силикон или, того хуже, резина — сразу нет. Готовьтесь к тому, что уши будут уставать, преть, чесаться. Повышается риск развития грибка ушей, вылечить который очень сложно.
Открытые или закрытые чашки? Конечно, овальные, большие и мягкие чашки, полностью закрывающие ухо — намного лучше. Тут и без активного шумоподавления погружаешься в тишину. Открытые могут неплохо защищать от фонового гула, но шумоподавление будет намного хуже закрытых.
Вкладыши
Тут все просто — сама по себе конструкция вкладышей не подразумевает никаких наворотов для пассивного шумоподавления. Какие-то наушники будут чуть лучше, с какими-то вы будете слышать вообще все и сразу. Но точно одно — вкладыши не идут ни в какое сравнение с внутриканальными и, тем более, накладными.
Активное шумоподавление
Тяжелая артиллерия для противников окружающего мира — активное шумоподавление. Оно реализовано уже не конструкцией наушников, а цифровой схемой. Микрофон «ловит» внешние шумы и воспроизводит их в противофазе. Таким образом, звук гасится о свое отражение, и остается только тишина. В идеальном мире с активным шумоподавлением вы не слышите вообще ничего. На практике дело обстоит немножко иначе.
Тип микрофона влияет на то, какие именно шумы будут улавливаться. Внешний микрофон реагирует на средние и высокие частоты — например, хорошо гасит голоса, другую музыку, звук телевизора. Внутренний микрофон чувствителен к нижним частотам, но почти не фиксирует высокие и средние.
Во внутриканальных наушниках активное шумоподавление всегда с внешним микрофоном. Микрофон может располагаться как на самых «ушках», так и в виде дополнительного блока на проводе. Блок может быть неудобен из-за дополнительной тяжести, которая мешает проводу свободно «болтаться» во время движения. Микрофон на самих наушниках несколько их утяжеляет — они могут начать выпадать из ушей. Как мы уже выяснили, внутриканальные наушники эффективно справляются с высокими и средними частотами. Но басовитые шумы и гул могут все-таки пройти.
Накладные наушники могут быть оснащены как внутренним, так и внешним микрофоном. Или обоими сразу. А еще их может быть даже больше, чем два, и тогда можно получить совершенный вакуум, даже не включая никакую музыку. Просто надеваете наушники, включаете шумоподавление — и совершенная тишина с вами. Однако количество и качество микрофонов напрямую влияет на цену. Наушники с двойным микрофоном обычно дороже. Но и их эффективность выше. Во время выбора накладных наушников с активным шумоподавлением протестируйте их звучание в обоих режимах — с включенным и выключенным шумоподавлением. У некоторых моделей звучание может сильно меняться, и для тонких ценителей это станет существенным недостатком.
Учитывайте, что активное шумоподавление намного быстрее разряжает аккумуляторы беспроводных наушников.
Лучший способ потратить деньги эффективно — понять, какие шумы вас раздражают больше всего и насколько. Иногда и пассивного шумоподавления вполне хватает для комфорта, либо же совсем незачем искать дорогие накладные наушники на два микрофона и больше. Самый идеальный вариант — придите в магазин и померьте несколько моделей. Попросите консультанта или друга поговорить с вами, крикнуть, выгляните с ними на улицу. Комфортно в носке, ничего не слышно? Берем! И помните, что даже при самом навороченном активном шумоподавлении самое главное — чтобы вам было удобно.
Стоит ли покупать наушники с шумоподавлением?
Привет, меня зовут Антон, у меня трое детей и вынужденная необходимость часто работать из дома. К сожалению, личным кабинетом с дверью и крепким замком обзавестись пока не удалось. Рабочее место находится в большой комнате и отгорожено стеллажом с книгами, поэтому о шумоизоляции говорить не приходится.
В какой-то момент у меня возник вопрос: могут ли исправить ситуацию закрытые наушники с активным шумоподавлением? Такие наушники, как говорится в описании к многим из них, анализируют звуки вокруг, после чего динамики издают эти звуки в «перевернутом» виде, то есть в противофазе. В результате смешивания звуки должны по идее взаимно уничтожаться, а на выходе получаться гробовая тишина.
Спойлер: в реальности это почти так.
Для эксперимента пригодились имеющиеся у меня наушники Plantronics BlackBeat Pro 2 — беспроводные и с «шумодавом». Участниками испытаний стали: трое детей, жужжащие прямо под ухом во время работы, самолет и купе поезда с двумя храпящими соседями.
Как наушники глушат шум
У больших наушников чаще всего имеются мягкие, простите за это слово, амбушюры — они очень плотно облегают голову вокруг ушей, одним своим существованием создавая немного вакуума и частично скрывая посторонние звуки. При включении наушников и активации режима шумоподавления происходит тихий «чмок» — как будто бы немного воздуха из ушей откачали присоской. Очень необычное ощущение, возникающее одновременно с отключением многих внешних звуков, особенно низкочастотных.
Переключатель режимов включения, выключения и сопряжения расположен на правой чашке наушников. Там же — гнездо для подключения кабеля microUSB. Через него наушники заряжаются, а также «общаются» с программой Plantronics Hub. С ее помощью можно менять язык уведомлений (русский присутствует), скачивать новые прошивки, производить всякие мелкие настройки. При первом включении необходимо включить именно режим сопряжения — сдвинуть переключатель в верхнее положение до упора.
На левой чашке находится тройной переключатель. В нижнем положении он активирует шумоподавление, в среднем — отключает шумоподавление, а в верхнем — включает режим Open Listening. Задача последнего заключается в том, чтобы пользователь мог быстро «включиться» в окружающий мир, не снимая наушников. В этом режиме все внешние звуки усиливаются и транслируются в динамики. На мой взгляд, не очень важная штука. Если вас остановили на улице с неожиданным вопросом, то первая реакция — все-таки снять наушники, а не искать на левой чашке какую-то кнопку. Впрочем, пользоваться им необязательно, да и есть он не во всех наушниках.
На внешней стороне этой же левой чашки находятся круглая кнопка «старт-стоп», управляющая воспроизведением, кнопки переключения треков вперед и назад и колечко регулировки громкости. Кнопка «старт-стоп» и кольцо громкости очень легко нащупываются руками, а вот чтобы умело переключать треки, нужно будет немного приноровиться, хотя и это несложно.
Заряжаются беспроводные наушники через кабель MicroUSB, который имеется в комплекте. Заряжать их обязательно — для работы «шумодава» нужна электроэнергия. В некоторых моделях используются обычные батарейки типа ААА. Это, с одной стороны, удобнее — их можно купить в любом киоске, но с другой — дороже.
Испытание детьми
Если говорить кратко, то вот спойлер: полностью защитить от голосов снаружи наушники не могут. По моим дилетантским наблюдениям, чем выше частота звука, тем труднее его заглушить при помощи системы активного шумоподавления. Кроме того, эта система больше заточена под компенсацию монотонных повторяющихся шумов, а у детей и вообще всех людей каждое слово — это новый шум, и компенсировать его быстро современные «шумодавы» пока что не в состоянии.
Тем не менее для людей, работающих дома, в шумном офисе, кафе, коворкинге и прочих людных местах, наушники подойдут. Во-первых, пассивная защита — плотно прилегающие к голове мягкие валики — уже неплохо гасит внешние звуки. А во-вторых, частично компенсировать детский визг и рев у системы все-таки получается. Хотя и не до конца — примерно процентов на 60.
Поэтому рецепт такой. Нужно подключить наушники к компьютеру или телефону — обязательно через Bluetooth — включить «шумодав» и негромко поставить любую музыку. Сойдет даже легкий ненавязчивый джаз или «меблировочная музыка» Эрика Сати, состоящая из нескольких повторяющихся фортепианных переборов. Все — вы в надежном рабочем коконе.
Однако есть другой аспект домашней работы, с которым не смогут справиться даже наушники для заглушения звука стрельбы. Дело в том, что дети умеют не только ныть, бубнить и трещать, но и дергать работающего папу за штаны и футболку. И тут ничего не остается, кроме как встать и идти, куда они просят.
Испытание самолетом
Тем, кто не вылезает из уютного тесного кресла эконом-класса между проходом и иллюминатором, путешествуя из Москвы в Амстердам, оттуда в Нью-Йорк и далее по списку, наушники с «шумодавом» рекомендуются очень настоятельно.
Впервые включив их просто в режиме шумоподавления, без музыки, я сначала даже не поверил, что в самолете может быть так тихо. Решил, что просто лечу в тихом самолете. Но это был довольно гулкий пожилой «эйрбас», сделанный в те времена, когда шумоизоляция считалась излишеством и баловством. Впрочем, стащив наушник с одного уха, я услышал Страшный Шум, который издавали двигатели, поскрипывающие пластиковые панели и непрерывно разговаривающие люди. Тут же стало понятно, насколько хорошо гасятся монотонные гулкие низкочастотные шумы.
Еще несколько раз в течение полета я просыпался, слышал гул и думал с досадой: «Ну вот, все-таки звукоизоляция так себе». Потом снимал наушники и понимал, насколько тихо было и комфортно.
Вот только прислониться в больших пластиковых «ушах» к стенке не получится, поэтому обязательно возьмите с собой надувную или просто мягкую подушку-подкову. Только не покупайте ее в последний момент в duty-free, они там очень дорогие.
Испытание поездом
Признаться честно, я не очень люблю поезда с их дорожной романтикой, верхними полками, вареными яйцами, курицей-гриль, хлебом с луком и говорливыми попутчиками. Не говоря уже о ночном храпе на все купе. Но вышло так, что пришлось мне две ночи — к счастью, не подряд — провести в обычном купейном вагоне. И здесь наушники просто выручили, если не сказать больше.
Во-первых, любые наушники на голове серьезно повышают шансы того, что даже никто не попытается с вами заговорить. Спросить, откуда (вы сели на той же станции, камон) вы едете и куда, чем занимаетесь, о, компьютерами, а у моего сына принтер как-то инопланетные буквы печатал, представляете? Поинтересоваться, будете ли вы водку (почему никто не интересуется этим в самолете на дальних рейсах?), ну и так далее.
Во-вторых, гул поезда, стук колес и монотонные разговоры попутчиков ни о чем чудесно гасятся «шумодавом». Один щелк заветным рычажком — и весь купейный мир во всем его скучноватым разнообразием исчезает. Незаменимая вещь для интровертов.
И даже глубокой ночью, когда попутчики, наговорившись и наевшись, кряхтя, ложатся спать и принимаются храпеть, наушники заботливо скрывают от вас эту не самую приятную подробность. Их просто не слышно — как и шагов в коридоре, вокзальных объявлений на полустанках и звона стаканов, сгрудившихся в одном углу небольшого столика. Проснувшись, вы чувствуете себя полностью отдохнувшим — правда, при условии, если вам удобно было лежать на полке.
Дополнительные опции
Несмотря на то, что никакой водонепроницаемости владельцам наушников Plantronics не обещает, наушники с честью выдержали испытание хорошим ливнем. Вода лилась с них ручьем, укрыться от дождя было совершенно некуда, и даже прикрывать дорогую аппаратуру футболкой было абсолютно бессмысленно. Осталось только отключить питание и ждать. Спустя сутки они высохли и принялись работать как ни в чем не бывало. Испытание было пройдено, но лучше все-таки не рисковать и носить с собой чехол, который защищает наушники от воды.
Еще одна опция — подключение сразу к нескольким Bluetooth-устройствам. Например, к компьютеру и телефону сразу. Можно, не заходя в настройки, включать и отключать музыку, принимать и совершать звонки — очень удобно.
Однако если вы подключите наушники к телефону другого человека, то при следующем включении они «подхватят» и его — при условии, что его Bluetooth-канал свободен. И тогда в наушниках может внезапно заиграть чужая музыка, которую вы никак не ожидали услышать. Поэтому после тестирования с чужим аппаратом имеет смысл «забыть» наушники в его настройках.
Итог
Хорошие наушники с шумоподавлением — незаменимая штука. Им под силу убрать монотонный гул, такой как шум поезда, вой турбин или пропеллеров, не очень громкий разговор нескольких людей в небольшом помещении. С высокими голосами, конечно, все не так радужно, но дело решается включением музыки даже на небольшой громкости.
Ближайшие ценовые конкуренты моей гарнитуре от Plantronics — это Parrot Zik 3, Denon AH-GC20, Beats Studio 2 — они стоят 14-16 тысяч рублей. По данным «Яндекс.Маркета», во всех из них пользователи ценят хорошую звукоизоляцию. Bose QC35 заметно дороже — 22-23 тысячи рублей, однако в них, по отызвам, сидишь как в звуконепроницаемом коконе.