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.
Шумоподавление в наушниках: как работает и какие у него недостатки
Наушники с активным шумоподавлением ANC (Active Noise Canselling) ослабляют шум от разговоров коллег, машин, бытовой техники и прочие внешние звуки, чтобы вы лучше слышали музыку, аудиокнигу или собеседника. Сейчас расскажем о принципах работы ANC, нюансах технологии и даже подскажем, на какие модели обратить внимание — ссылка в конце статьи.
Наушники с ANC всегда накладные? Как вообще работает шумоподавление?
Беспроводные наушники с активным шумоподавлением Sennheiser PXC 550-II
Поддерживать активное шумоподавление могут как полноразмерные или накладные наушники, так и маленькие внутриканальные модели или вкладыши.
Встроенные в них микрофоны улавливают окружающий шум, а специальный процессор почти мгновенно создает «зеркальную» звуковую волну (противофазу). Затем «зеркальная» волна проигрывается наушниками вместе с музыкой.
В результате шум, проходящий сквозь наушники, и его «перевернутая» волна-близнец подавляют друг друга. Остается только музыка. Если провести аналогию: представьте, что вы идете против движения по эскалатору в метро. Вы двигаетесь в одну сторону, эскалатор — в другую, а в итоге получается скорость, равная нулю.
При этом активному шумоподавлению помогает пассивное. За него отвечают посадка наушников и амбушюры — кожаные, силиконовые или тканевые накладки, которые ложатся на ухо, огибают его или помещаются внутрь ушной раковины.
Вкладыши AirPods (слева) и внутриканальные AirPods Pro (справа)
У вкладышей нет амбушюр, поэтому они пропускают много внешнего шума, с которым ANC не справится. Но зато они меньше давят на уши.
Добиться стопроцентной нейтрализации окружающего шума невозможно. Однако в сочетании с пассивной шумоизоляцией технология активного шумоподавления заметно приглушает разговоры коллег, гул вагонов в метро и шум от машин за окном.
Какие есть недостатки
Один из главных минусов — сниженное время автономной работы по сравнению с наушниками без ANC. Например, AirPods Pro, по обзорам , работают 4,5 часа с шумоподавлением, и 5 — без него.
Кроме того, система активного шумоподавления не компенсирует резкие шумы, а также высокие и низкие частоты. Поэтому полностью закрыться от внешних звуков не получится.
Что еще полезно знать
В таких наушниках существует теоретическая возможность прозевать опасную ситуацию, поэтому активное шумоподавление лучше отключать на улице или в метро. Несмотря на то, что в тех же AirPods Pro в режиме шумодава идет автоматическое усиление резких звуков, не стоит пользоваться системой ANC, если в доме есть маленькие дети, за которыми нужно следить.
Выбираете наушники с шумоподавлением? Читайте наш большой тест — мы проверили пять моделей в режиме работы из дома, на рабочих созвонах, в кофейнях и метро.
Активное шумоподавление в наушниках: как оно работает и от чего защищает
Сегодня едва ли не половина ассортимента наушников оснащается системой активного шумопоглощения. Для одних пользователей это важная функция. Другие же уверены, что это просто очередной маркетинговый ход. Разберемся, нужно ли учитывать, подбирая наушники, эту популярную характеристику.
Что это такое шумоподавление
Общий термин «шумоподавление» означает снижение воздействия посторонних шумов на звук в наушниках. Шумоподавление может быть пассивным и активным.
- В первом случае посторонние шумы поглощает сам корпус наушников, фактически блокируя собой путь поступления звука к ушам. Таким образом лишние громкие звуки не отфильтровываются в достаточной степени: у наушников для этого очень тонкий корпус, да и сами материалы, из которых их изготавливают, а также форма человеческого уха не дают такой возможности.
- Зато активная технология устраняет нежелательные внешние шумы с помощью наложения специально сгенерированного звука. Здесь в работу вступают электронные алгоритмы.
Первые разработки в области шумопоглощения начали появляться еще в 30-х годах ХХ века и поначалу очень медленно вводились в авиационной и оборонной промышленности. И всего несколько лет назад технология начала завоевывать сектор потребительской электроники.
Как работает активное шумоподавление
Система шумоподавления захватывает шум, который нужно убрать, через внешний микрофон и выдает навстречу звуковую волну той же амплитуды, но с зеркально отраженной фазой выходного звука. Волны постороннего шума и сгенерированного наушниками звука, смешиваясь, нивелируют друг друга.
Таким образом, во время прослушивания музыки нет необходимости искать тихое место и включать громкость на максимум, рискуя повредить себе слух.
Насколько эффективно нивелируется шум
Система активного шумопоглощения не является чисто маркетинговым ходом, она действительно действует. Попробуем объяснить как можно проще.
Как видим, абсолютно от всех шумов система не защитит, однако звук в наушниках улучшится ощутимо. Пользуясь моделями с хорошим поглощением шума, вы даже на шумной улице будете чувствовать себя как в тихом помещении.
В некоторых наушниках система шумоподавления работает в смешанном режиме. В этом случае в бой за чистоту звука вступают внешние микрофоны: они транслируют звуки извне, выделяя нужный с помощью электронных алгоритмов. Благодаря такому режиму «прозрачности» вы можете общаться с собеседником, не снимая наушников, и при этом безопасно передвигаться по улице, не боясь не услышать звук автомобиля, что к вам приближается.
Технология шумоподавления сегодня распространена настолько, что производители наушников могут предложить покупателям не только хороший выбор, но и приятные цены.
Отличным вариантом для вас может стать новая модель Huawei FreeBuds 4i со смешанной системой коррекции звука. С активного поглощения шума на режим «прозрачности» переключает одно длительное прикосновение к наушнику. При этом система из двух микрофонов улавливает и выделяет голос пользователя, уменьшая шум ветра, а технология на основе искусственного интеллекта отфильтровывает другие лишние звуки.
Huawei FreeBuds 4i / Фото Huawei
А есть ли минусы
Существует очень небольшой процент людей, которые при длительном использовании шумопоглощения могут испытывать головную боль. Происходит это по схеме, похожей на морскую болезнь, когда уши не слышат шума, сигнализируя мозгу о том, что тело находится в покое, а другие органы чувств и вестибулярный аппарат передают кардинально другую информацию, не свойственную тихому, спокойному месту.
Вывод
Технология активного шумоподавления безусловно является полезной для любого, кто любит и часто слушает музыку на улице, в транспорте, в шумном офисе или даже дома, где присутствуют другие люди. Она понравится тем пользователям, которые ценят тишину и чистый звук.