Как работает шумоподавление в наушниках: технологии ANC и выбор

Для кого эта статья:

• Аудиофилы и любители музыки
• Профессионалы в области медиапроизводства и звукозаписи

• Люди, работающие или обучающиеся в шумной среде

  Представьте: вы в шумном кафе пытаетесь сосредоточиться на важном звонке, или летите в самолете, где гул двигателей мешает насладиться музыкой. Знакомая ситуация? Технология шумоподавления в беспроводных наушниках – это не просто маркетинговый трюк, а сложный инженерный механизм, трансформирующий опыт прослушивания. От алгоритмов цифровой обработки сигнала до микрофонных решеток – эта функция стала неотъемлемой частью премиальных аудиоустройств. Давайте разберем, как это работает на самом деле и почему аудиофилы готовы платить за эту технологию существенные деньги. 🎧

Интересуетесь технологиями и хотите понимать принципы работы современных устройств на глубоком уровне? Курс Профессия аналитик данных от Skypro даст вам не только инструменты для анализа больших объемов информации, но и понимание алгоритмов, лежащих в основе таких технологий как активное шумоподавление. Вы научитесь работать с сигналами, анализировать частотные характеристики и понимать цифровую обработку данных – те самые навыки, которые используют инженеры при разработке аудиотехнологий высокого класса.

Что такое шумоподавление в наушниках

Шумоподавление – это технология, нацеленная на уменьшение или полное устранение нежелательных внешних звуков при прослушивании аудиоконтента. Эта функция стала одним из ключевых факторов при выборе наушников, особенно для тех, кто часто находится в шумной среде.

Главная задача шумоподавления – создать для слушателя акустически изолированное пространство, где основной звуковой сигнал (музыка, подкаст, телефонный разговор) воспроизводится без примесей внешнего шума. Это достигается различными методами, которые можно разделить на две основные категории:

• Пассивное шумоподавление – физическая блокировка звуковых волн благодаря конструкции наушников
• Активное шумоподавление (ANC) – электронное подавление внешних шумов

Интересный факт: первые коммерческие наушники с активным шумоподавлением были разработаны компанией Bose для пилотов авиации в 1980-х годах. С тех пор технология значительно эволюционировала, став доступной для массового потребителя и существенно улучшив качество жизни миллионов пользователей.

Эффективность шумоподавления измеряется в децибелах (дБ) и показывает, насколько система способна снизить уровень внешнего шума. Современные премиальные модели могут обеспечивать снижение до 30-40 дБ, что эквивалентно превращению шума оживленной улицы в едва слышный фоновый гул.

Пассивное и активное шумоподавление: разница технологий

Антон Смирнов, ведущий звукоинженер

В 2018 году я работал над звуком для документального фильма, снимаемого в промышленном цеху. Условия были экстремальными — непрерывный гул станков создавал акустический ад. Первый день съемок мы использовали наушники только с пассивной изоляцией. К концу смены у всей команды звенело в ушах, а запись голоса актеров была практически непригодной из-за фонового шума.

На второй день я принес свои личные наушники с гибридной системой ANC. Результат превзошел все ожидания. Не только улучшилось качество звука в записи, но и команда смогла четко слышать указания режиссера. Особенно поразило то, что система эффективно подавляла низкочастотный промышленный гул, сохраняя при этом разборчивость человеческой речи. Это был момент, когда я по-настоящему осознал разницу между пассивной изоляцией и активным шумоподавлением.

Основное различие между пассивным и активным шумоподавлением заключается в методе блокировки нежелательного звука. Понимание этих различий критически важно для осознанного выбора наушников, соответствующих конкретным потребностям пользователя.

Пассивное шумоподавление (или звукоизоляция) — это механический метод блокировки звука путем создания физического барьера между ушами слушателя и окружающей средой. Эффективность данного метода зависит от:

• Качества амбушюр и материалов, из которых они изготовлены
• Плотности прилегания наушников к ушам или ушному каналу
• Общей конструкции наушников, включая вес и форму

Пассивное шумоподавление наиболее эффективно против высокочастотных звуков (человеческая речь, звон посуды, высокие ноты инструментов), но менее действенно против низкочастотных шумов, таких как гул двигателей или систем кондиционирования.

Активное шумоподавление (ANC) — это электронная система, использующая микрофоны для захвата внешних звуков и генерирующая "антизвук" — звуковые волны в противофазе, которые нейтрализуют внешний шум. ANC особенно эффективно справляется с низкочастотными звуками, с которыми не может справиться пассивное шумоподавление.

Современные системы ANC можно разделить на несколько типов:

• Фидфорвард ANC — использует микрофоны снаружи наушников
• Фидбэк ANC — микрофоны размещены внутри наушников, ближе к уху
• Гибридные системы — комбинируют оба подхода для максимальной эффективности
• Адаптивные системы — автоматически подстраиваются под окружающую среду

Большинство современных премиальных наушников используют комбинацию обоих методов, что обеспечивает оптимальное шумоподавление во всем диапазоне частот. При этом пользователь получает преимущества пассивной изоляции даже при выключенной электронике, а при активации ANC — максимальную защиту от внешних шумов. 🔊

Как работает ANC: от микрофона до звуковой волны

Активное шумоподавление (ANC) — это сложный процесс обработки звукового сигнала в реальном времени. Рассмотрим подробнее, как работает эта технология, которая создаёт идеальные условия для прослушивания в шумном мире.

Основой функционирования ANC является принцип деструктивной интерференции звуковых волн. Вот как работает эта система пошагово:

1. Захват шума: Внешние микрофоны на корпусе наушников улавливают окружающие звуки до того, как они достигнут барабанной перепонки
2. Обработка сигнала: Специализированный чип DSP (Digital Signal Processor) анализирует полученные звуковые волны
3. Создание "антизвука": DSP генерирует звуковые волны с той же амплитудой, но в противофазе к зарегистрированным шумам
4. Смешивание сигналов: Полезный аудиосигнал (музыка) комбинируется с антизвуком
5. Воспроизведение: Динамики наушников воспроизводят комбинированный сигнал
6. Нейтрализация: Когда исходный шум встречается с антизвуком, происходит взаимное погашение звуковых волн

Важно понимать, что вся эта последовательность должна происходить с минимальной задержкой, иногда менее 1 миллисекунды. Даже незначительное отставание может существенно снизить эффективность шумоподавления или создать дискомфорт для слушателя.

В современных системах ANC используются различные типы микрофонов и их комбинации:

• Внешние микрофоны (feed-forward): Расположены на внешней поверхности наушников и улавливают шум до его проникновения внутрь
• Внутренние микрофоны (feedback): Находятся внутри чашки наушника, ближе к уху, и регистрируют остаточный шум
• Разговорные микрофоны: Направ

Читайте также

• Как исправить беспроводные наушники, которые не подключаются
• Беспроводные наушники для Android: как выбрать совместимую модель
• Гибридные наушники: технология объединения драйверов для звука
• Внутриканальные наушники: выбор идеальной модели для меломанов
• Wi-Fi против Bluetooth: как наушники с Wi-Fi меняют качество звука
• Беспроводные наушники 2024: лучшие модели для истинных аудиофилов
• Выбор беспроводных наушников для работы: 5 критериев профессионала
• Совместимость беспроводных наушников и умных часов: подключение
• Лучшие беспроводные наушники для iPhone: полный гид по выбору
• Беспроводные технологии связи: основы, применение и перспективы