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.

bc8376c26a104c0682f55db540152a58.jpg


Одним из подобных средств стали наушники с активным шумоподавлением (или ANC (NC)-наушники от active noise control), которые достаточно широко представлены в линейках ведущих (и не очень) производителей.

95121896e8a04b549af72190e53e879a.jpg


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.

a9aba2feb5f24be8b7af973a03ab7e1e.jpg


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.

e12aee70685e4ed2826cf922353e6f4b.jpg


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.

53470a76945843fc922588b1d06d4d1e.jpg


Уже в 50-е годы активное шумоподавление находит применение в авиации. Системы Лоуренса Фогеля использовались для подавления шума в кабинах вертолётов и самолётов.

25edc0ad8df24034917068e6f5484c84.jpg


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.

64a614975b7642e9950aeacc8559275f.jpg


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.

8db40f1d586c44238d19f872022b4c01.jpg


Первые наушники BOSE с активным шумоподавлением (авиационные)

4f644d18e5934850bac5699e5744a65f.png


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.

a8dfac16131a4241b18410a5f79825ca.jpg


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.


Существенными недостатками систем активного шумоподавления в наушниках являются:

  • 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.


Проблему с дополнительным питанием пытались решить разными инженерными решениями, такими как повышения ёмкости аккумулятора, использования специализированных блоков со стандартными батарейками, а также применением дополнительных каналов питания в плейерах, что приводило к появлению нестандартных разъёмов (распространённое для наушников и плейеров SONY).

90ef3be131a1459789cc1dacf7a36fae.jpg

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 tipe C, что позволяет отказаться от дополнительных источников питания и при этом не требует применения уникальных разъёмов.

c07584c014524a569d78782bae27ab61.jpg

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.

6fff013571ce41f887dc0865976ac005.jpg

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.

И традиционная джинса


Эксперты PULT.RU выбрали лучшие наушники с системой активного шумоподавления по лучшим ценам в РФ. Для изучения предложения рекомендуем интересующимся пройти по ссылке.

© Geektimes