Автор: Активне шумозаглушення перетворило навушники з простого засобу прослуховування музики на інструмент створення тиші посеред шумного середовища. Розберемось, як електроніка буквально «гасить» звук звуком.
Принцип роботи ANC
Активне шумозаглушення (Active Noise Cancellation) базується на фізичному принципі деструктивної інтерференції звукових хвиль. Мікрофони навушників безперервно вловлюють навколишній шум, а вбудований процесор у реальному часі генерує звукову хвилю, що є точною інверсією (дзеркальним відображенням) вловленого шуму. Коли ці дві хвилі — реальний шум і згенерована інверсна хвиля — накладаються одна на одну, вони взаємно гасять одна одну, і людське вухо чує значно тихіший результат, ніж оригінальний шум.
Два типи мікрофонів для різних завдань
Зовнішні (feedforward) мікрофони розташовані на зовнішній стороні навушника й вловлюють навколишній шум до того, як він досягне вуха. Це дозволяє системі швидко згенерувати протизвук, випереджаючи момент, коли шум реально потрапить до вуха.
Внутрішні (feedback) мікрофони розташовані всередині, ближче до вуха, і вловлюють звук, що вже пройшов крізь фізичну ізоляцію навушника. Це дозволяє системі коригувати протизвук у реальному часі з урахуванням того, що реально чує вухо, компенсуючи неточності першого етапу.
Поєднання обох типів мікрофонів (гібридна ANC) дає точніше й ефективніше шумозаглушення, ніж використання лише одного з підходів.
Чому ANC краще справляється з деякими звуками, ніж з іншими
Активне шумозаглушення найефективніше працює з постійними, передбачуваними низькочастотними звуками — гулом двигуна літака, шумом кондиціонера, рівномірним гулом транспорту. Такі звуки легко й швидко аналізувати та генерувати точну інверсну хвилю.
Різкі, непередбачувані чи високочастотні звуки — голоси людей, раптові звуки, дзвінки телефонів — значно складніше ефективно гасити таким способом, оскільки система фізично не встигає достатньо швидко проаналізувати й згенерувати точний протизвук для різких змін частоти та гучності. Саме тому навіть якісні ANC-навушники не роблять оточення повністю беззвучним, а переважно суттєво приглушують фоновий постійний шум.
Пасивна ізоляція — не менш важлива частина
Крім активного електронного шумозаглушення, фізична форма й матеріал навушників чи амбушур забезпечують пасивну звукоізоляцію — просте механічне блокування частини звукових хвиль фізичною перешкодою. Якісне поєднання щільного пасивного прилягання й активного шумозаглушення дає кращий загальний результат, ніж покладання лише на електроніку.
Режим прозорості (Transparency mode) — зворотна функція
Багато сучасних навушників з ANC також пропонують протилежний режим — «прозорості» чи «awareness», коли зовнішні мікрофони навпаки підсилюють і пропускають навколишні звуки до вуха в реальному часі, дозволяючи чути оточення (оголошення, розмову, трафік) не знімаючи навушники.
Підсумок
ANC — реальна й ефективна технологія, що базується на фізичному принципі гасіння звукових хвиль, а не просто маркетинговий термін. Найбільший ефект вона дає проти постійного низькочастотного шуму (транспорт, літак, вулиця), тоді як повної тиші в будь-якому середовищі очікувати не варто — для різких і непередбачуваних звуків електронне шумозаглушення залишається менш ефективним.
