Технология наушников с шумоподавлением: как это работает

Узнайте о различных типах технологий шумоподавления в наушниках и о том, как они работают.

Я помню, как впервые попробовал наушники с активным шумоподавлением (ANC). С включенным режимом ANC мое окружение сразу звучало намного тише, отсекая большую часть окружающего звука вокруг меня.

Я подумал, что это довольно круто, но, что более важно, полезно как для прослушивания музыки без отвлекающих факторов в дороге (в поездах и автобусах), так и в качестве инструмента, помогающего мне сосредоточиться во время работы.

И хотя я никогда не нажимал на курок, чтобы получить его (тогда это было слишком дорого), я всегда был поражен тем, как это работает.

В этой статье мы расскажем о технологии шумоподавления: о том, как она работает, и о различных методах, используемых для уменьшения окружающего шума. Мы также узнаем, почему и как это может быть полезно в различных ситуациях.

Итак, если вы готовы, давайте сначала рассмотрим, почему шумоподавление может быть полезным, а в некоторых случаях и решающим в нашей повседневной жизни.

Больше, чем просто раздражает: негативное влияние шума

Воздействие постоянного шума пагубно сказывается как на нашей продуктивности, так и на личном здоровье. Если его не остановить, это может привести к серьезным проблемам в долгосрочной перспективе и негативно повлиять на нашу работу.

Вот некоторые из наиболее распространенных негативных последствий чрезмерного воздействия шума:

Повреждение слуха

Децибел (дБ) — это единица измерения интенсивности звука. Обычно люди используют его для описания уровня громкости. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), поддержание уровня шума окружающей среды ниже 70 дБА рекомендуется для предотвращения любой потери слуха, вызванной шумом. А шумы выше 120 дБ, такие как близлежащие сирены и фейерверки, могут вызвать немедленное повреждение слуха.

Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) рекомендует не превышать максимально допустимую суточную дозу шума, чтобы снизить риск потери слуха. Проверьте их гид чтобы убедиться, что вы не подвергаетесь слишком сильному шуму на работе.

Речевые помехи

Чрезмерный шум влияет на то, как мы можем воспринимать и понимать речь. Вы пробовали поговорить с кем-нибудь на концерте, в баре или возле быстро идущего поезда? Довольно тяжело, да?

Когда нарушено устное общение, это одновременно раздражает и расстраивает. Это также приводит к повышенному риску ошибок, вызванных недопониманием, и снижению эффективности на работе и в повседневной жизни.

Снижение производительности и концентрации

британец изучать показали, что воздействие шума может привести к снижению точности на целых 67%. При уменьшении до рекомендуемого уровня рабочие показали улучшение памяти и точности задач на 10%, а также неспособность сосредоточиться на целых 48%.

Психологические расстройства

Повышенный уровень шума раздражает нас, вызывая более высокий уровень стресса. В зависимости от интенсивности он может привести как к физиологическому, так и к психологическому возбуждению это выражается в раздражении и досаде.

Проблемы со сном

Чрезмерный шум вызывает у нашего тела реакцию бегства или борьбы, что приводит к всевозможным реакциям и физиологическим реакциям. Таким образом, вместо того, чтобы тело было готово к расслаблению, оно чувствует себя беспокойным и напряженным, что приводит к бессоннице.

Дополнительный риск сердечно-сосудистых заболеваний

Причины, изложенные выше, могут, конечно, привести к другим физическим заболеваниям, потенциально сердечно-сосудистым. Недостаток сна и более высокий уровень стресса вредны для сердца, поэтому следует избегать постоянного воздействия нежелательного уровня шума.

Что такое шумоподавление?

Шумоподавление — это процесс уменьшения нежелательных фоновых и окружающих звуков за счет использования пассивных и активных методов шумоподавления.

Наушники с шумоподавлением изначально предназначались для пилотов самолетов, чтобы уменьшить шум и повысить комфорт во время длительных полетов. Кстати говоря, первые потребительские версии были созданы для людей, которые также часто летают на самолетах: путешественников.

С тех пор наушники с шумоподавлением просочились на массовый рынок, поскольку все больше людей находили их полезными в самых разных ситуациях.

Как работают наушники с шумоподавлением?

Снижение окружающего шума может быть достигнуто двумя способами: пассивным и активным.

Давайте подробнее рассмотрим, как работает каждый из них и чем они отличаются с точки зрения реализации и эффективности.

Пассивное шумоподавление

До появления технологии активного шумоподавления единственным способом уменьшить окружающий шум было создание физического барьера между ушами и окружающей средой.

Как работает пассивное шумоподавление

Наушники, естественно, предназначены для закрытия ушей, чтобы приглушить окружающий звук, чтобы вы могли четко слышать звук, исходящий от источника.

Для наушников размер чашки уха, усилие зажима оголовья, набивка, посадка и используемый дизайн являются факторами, влияющими на их способность блокировать звук.

Круглый (полноразмерный) дизайн, полностью закрывающий ухо, и амбушюры, изготовленные из нескольких слоев пены высокой плотности, — ваш лучший выбор для пассивного шумоподавления, когда речь идет о наушниках.

Считается, что внутриушные мониторы (IEM) и наушники-вкладыши лучше блокируют окружающий шум, поскольку они обычно обеспечивают лучшую герметичность. Тип наушников, материал ушных вкладышей, стиль и посадка определяют, насколько хорошо они могут пассивно снижать фоновый шум.

Термин «пассивное шумоподавление» немного неверен, поскольку в обычных наушниках и наушниках нет механизмов или компонентов, которые позволяли бы ему «подавлять» окружающий звук. Вместо этого он использует физический дизайн, посадку и тип материала наушников, чтобы блокировать звук. Более точным в этом отношении является термин «шумоизоляция».

На самом деле пассивное шумоподавление настолько просто, что вы можете улучшить шумоизоляцию своих наушников даже без особых технических знаний.

Активное шумоподавление

В то время как пассивное шумоподавление сводит к минимуму окружающий шум, создавая «физический щит» для приглушения звука, ANC использует другой подход, «нейтрализуя» входящие звуковые волны из вашего окружения.

Наушники ANC оснащены крошечными микрофонами, которые излучают звуковые волны, противоположные сигналам входящих звуковых волн из вашей среды, тем самым подавляя друг друга. Это похоже на сложение +3 и -3, где в результате получается ноль (тишина).

Вот как это работает:

Как работает активное шумоподавление

Установка ANC состоит из набора микросхем, динамика и набора микрофонов обратной связи. При активированном ANC микрофоны улавливают звук как внутри, так и снаружи наушников. Теперь, когда тип входящих звуковых сигналов определен, набор микросхем ANC будет запускать алгоритмы, которые будут инвертировать звуковые волны и выпускать противоположный сигнал, чтобы нейтрализовать входящие из окружающей среды.

Если вы поклонник фильмов о войне, вы можете думать об инвертированном сигнале, создаваемом чипом ANC, как о противоракете, запускаемой для перехвата и уничтожения приближающихся вражеских ракет, чтобы они не поразили цель.

Типы активного шумоподавления

Теперь, когда мы знаем основной принцип, используемый для уменьшения и блокировки нежелательного шума с помощью ANC, пришло время познакомиться с различными типами и настройками для их выполнения.

АНК с прямой связью

В этой установке микрофон обратной связи установлен на внешней стороне чашки уха. При обнаружении входящего шума система ANC выдает противоположные сигналы, которые воспроизводятся через динамики наушников. Поскольку микрофон находится снаружи, он быстрее улавливает окружающий шум и реагирует на него.

Как работает ANC с прямой связью

Однако компромиссы включают в себя невозможность самокоррекции (поскольку он не может слушать шумоподавляющий сигнал, создаваемый чипом ANC) и охват более узкого диапазона частот по сравнению с его аналогами.

Обратная связь АНК

В этой конфигурации микрофон обратной связи находится внутри амбушюра и расположен перед динамиком, что позволяет ему слышать результирующий сигнал так, как его слышит слушатель. В результате он может лучше адаптироваться к изменениям звука и вносить необходимые корректировки. Однако одним недостатком является то, что он отстает от ANC с прямой связью, когда речь идет о блокировке шума в диапазоне 1–2 кГц.

Как работает ANC с обратной связью Гибридный ANC

Это считается улучшением по сравнению с ANC с прямой связью и обратной связью, поскольку оно сочетает в себе сильные стороны обоих, но без недостатков. Он использует два микрофона, один снаружи и один внутри, поэтому алгоритм ANC может реагировать быстрее и точнее.

Он также охватывает больше частот по всему спектру. Главный недостаток заключается в том, что она значительно дороже (обычно в два раза дороже), чем две другие системы ANC.

Как работает гибридный ANC Адаптивный ANC

Adaptive ANC — новинка, разработанная производителем чипов Qualcomm. Он работает с использованием той же концепции гибридного ANC (адаптируется к окружающей среде), но может похвастаться лучшим качеством звука, более длительным временем автономной работы и функцией естественного просачивания, которая позволяет вам слышать, что происходит вокруг вас, автоматически регулируя уровень шума. отмена, чтобы адаптироваться к вашему окружению.

Вы можете увидеть эту технологию в наушниках ANC стоимостью менее 200 долларов.

Шумоподавление в микрофонах гарнитуры

Помимо шумоподавления, происходящего на амбушюрах, эта технология также присутствует во встроенном микрофоне гарнитуры. Это очень полезно для обеспечения того, чтобы ваш голос был слышен громко и четко.

Производители учитывают форму микрофона, его расположение и возможности цифровой обработки сигнала, чтобы уменьшить нежелательный звук, который может услышать другой человек, когда вы говорите.

В более сложных моделях используются те же настройки и концепции, которые мы обсуждали выше. Используя несколько микрофонов, один фокусируется на восприятии вашего голоса, а другой — на улавливании окружающего звука.

Затем генерируются противоположные сигналы для подавления нежелательного звука и одновременного выделения вашего голоса. Это приводит к лучшему качеству звука и четкости.

Стоит ли покупать наушники с шумоподавлением?

Быстрый ответ: это зависит.

Люди, постоянно подвергающиеся воздействию нежелательных шумов (живущие в шумных местах, работающие в шумной среде и т. д.), могут найти большую ценность в наушниках с шумоподавлением, независимо от того, используют ли они пассивное или активное шумоподавление.

Люди, работающие на дому, могут использовать его, чтобы заглушить обычные домашние шумы, чтобы они могли сосредоточиться на своей работе. Учащиеся могут использовать наушники с шумоподавлением, чтобы сосредоточиться как дома, так и в школе.

Если вы тот, кто придает большое значение конфиденциальности и способности сосредоточиться, или, может быть, кто-то, кто просто хочет насладиться тишиной и покоем, где бы вы ни находились, тогда приобретение наушников с шумоподавлением может быть отличной идеей.

Преимущества наушников с шумоподавлением

И чтобы помочь вам решить, подходят ли они вам, давайте взглянем на реальные преимущества, которые вы можете получить от использования наушников с шумоподавлением.

Защищает ваше здоровье

Ранее мы обсуждали некоторые проблемы из реальной жизни, которые могут возникнуть в результате постоянного воздействия шума. Помимо защиты слуха, использование наушников с шумоподавлением может помочь уменьшить нежелательный шум, что может помочь пользователям лучше спать и снизить беспокойство и стресс.

Кроме того, наушники с шумоподавлением на самом деле больше рекомендуются для детей, поскольку они более склонны к повреждению слуха, поскольку их развивающиеся уши имеют тенденцию усиливать шум в большей степени.

Помогает концентрации

Отсутствие отвлекающих шумов помогает нам сосредоточиться, чтобы мы могли добиться лучших результатов как на работе, так и в школе.

Более чистый звук

Независимо от того, насколько экстравагантны ваши драйверы для наушников, если окружающий шум постоянно смешивается со звуком, вы все равно не можете ожидать хорошего впечатления. Вот почему известно, что наушники с шумоподавлением обеспечивают более чистый звук.

Это очень важно, особенно если вы постоянно используете наушники на работе, в школе или на отдыхе. Это означает, что вы можете лучше понимать уроки, аудиокниги и подкасты и избавляться от шума, который мешает прослушиванию. Наушники с шумоподавлением также отлично подходят для игр, так как они помогут вам погрузиться в собственный игровой мир.

Улучшенные разговоры по телефону

Большинство наушников с шумоподавлением также имеют собственную технологию шумоподавления для микрофонов наушников. Это означает, что человек, с которым вы разговариваете, может слышать вас отчетливо, несмотря на шум. Благодаря лучшему звуку (как для прослушивания, так и для разговора) мы можем вести более увлекательные беседы с другими людьми. Это просто намного лучше, чем когда обе стороны раздражаются и равнодушны, потому что они не могут понять, что говорит другой человек.

Недостатки использования наушников с шумоподавлением

Однако когда дело доходит до использования наушников такого типа, не все так радужно. Как и все остальное, у него есть свой набор минусов, о которых мы должны помнить, прежде чем его приобретать.

Более дорогой

Наушники с шумоподавлением, как правило, дороже, поскольку в их состав входят компоненты, необходимые для эффективного подавления окружающего звука.

Тем не менее, вы можете увидеть приличные наушники ANC по относительно низким ценам. Хотя они не сравнимы с более дорогими моделями, они по-прежнему обладают заметными возможностями шумоподавления, которые сделают свое дело.

Требуется больше питания

Все электронные компоненты, используемые для минимизации и блокировки звуков, требуют питания для работы. Это означает, что для работы этих вещей требуется больше сока. Тем не менее, даже со всей работающей электроникой, для современных наушников ANC вполне нормально работать в любом месте в течение 4 и более часов без подзарядки, чего достаточно для большинства пользователей, прежде чем их придется заряжать.

Может блокировать важные звуки

В некоторых ситуациях не рекомендуется носить наушники с активным шумоподавлением, так как это может привести к блокировке важных звуков из вашего окружения. Например, когда вы за рулем или присматриваете за детьми.

Старайтесь не использовать наушники с шумоподавлением в ситуациях, когда ваша способность слышать окружающее может повлиять на вашу безопасность и безопасность окружающих вас людей. Если вы считаете, что это неизбежно, вы можете выбрать наушники с шумоподавлением и режимом Ambient Mode или даже наушники с регулируемым уровнем ANC.

Может повлиять на качество звука

Большая часть дизайна, конструкции и электронных компонентов при создании наушников ANC посвящена блокировке звука. Все эти технологии и процессы, работающие в фоновом режиме, могут отвлечь внимание от создания наилучшего звука, который могут воспроизводить наушники.

Кроме того, поскольку наушники ANC по существу сэмплируют окружающий звук и выводят противоположный сигнал на динамики, качество звука может оказаться неестественным и неоптимальным по сравнению с обычными наушниками.

Однако производители постоянно решают эту проблему. Некоторые наушники премиум-класса с шумоподавлением также имеют встроенный искусственный интеллект для автоматической настройки качества звука в зависимости от песни или уровня ANC.

Заключение

Наушники с шумоподавлением, особенно типа ANC, могут быть полезны в самых разных ситуациях. За последние несколько лет в технологии ANC было сделано множество достижений, и все больше производителей выпускают наушники, которые не только хорошо звучат, но и могут эффективно блокировать шум.

Надеемся, что это приведет к снижению цен, чтобы больше людей могли пользоваться преимуществами использования наушников с шумоподавлением.

Закрепите это, чтобы сохранить статью