Как работает активное шумоподавление в наушниках

Собрали в одной статье все, что нужно знать о шумоподавлении в наушниках: каким оно бывает, чем активное отличается от пассивного, как работает и зачем вообще нужно.

Как работает шумоподавлениеЗачем нужен эффект шумоподавления в наушникахПринцип работы системы активного шумоподавленияПреимущества наушников с активным шумоподавлением

Как работает шумоподавление?

Шумоподавление в том или ином виде есть почти во всех моделях современных наушников. Оно бывает активное и пассивное. Цель у обоих видов шумоподавления одна - отсечь внешние звуки, чтобы максимально чисто слышать то, что транслируется через наушники: музыку, голос собеседника на созвоне, звук к видео. Но пути к этой цели у активной и пассивной звукоизоляции разные.

Пассивное шумоподавление существует в аудио-гаджетах уже давно и в разных формах наушников. Принцип его работы относительно простой: амбушюры наушников облегают ухо и помогают механически снизить поступление шума извне. Они блокируют слуховой проход так, чтобы в него поступали звуки исключительно от самих наушников. Во вкладышах это задачу выполняет накладка, плотно прилегающая к уху.

Но для надежной защиты от внешних шумов одного пассивного метода недостаточно, для достижения тишины дополнительно нужно активное шумоподавление. Кроме того, добиться полной звукоизоляции только за счет формы наушников без неприятного давления в ухе практически невозможно. Поэтому большинство моделей только с пассивным шумоподавлением все же пропускают часть внешнего шума. Особенно внутриканальные, которые не так плотно прилегают.

Активное шумоподавление - более сложный процесс. Это функция, которую можно включать и отключать при необходимости (смотрите в настройках конкретного устройства). Построена она на том, что звук - это волны разных частот. Если сдвинуть их фазу, то волны нивелируют друг друга, а человеческое ухо перестает их воспринимать. Чтобы нейтрализовать нежелательный звук (гул транспорта, разговоры людей, шум ветра), сначала его улавливает внешний микрофон. Система обрабатывает звук, волны инвертируются на 180˚, словно их отражают в зеркале, а затем направляются обратно через динамик. В итоге вместо грохота трамвая или шума соседского перфоратора мы получаем тишину или хотя бы значительно приглушенные звуки.

Активное шумоподавление более эффективно в борьбе с шумами в диапазоне от 100 до 1000 Гц. Именно здесь располагаются наиболее раздражающие звуки, такие как шум машин и разговоры, которые мы слышим ежедневно. Выше этого диапазона система тоже работает, но требует более сложной конфигурации, например, дополнительных микрофонов, каждый из которых отвечает за свой спектр частот.

Для эффективной работы активное шумоподавление требует не только внешнего микрофона, но и внутреннего, чтобы точно определить, какой звук уже дошел до слушателя после прохождения через наушники. Современные системы звукоизоляции обычно оснащаются минимум двумя микрофонами на каждую сторону, это позволяет снизить шум на 20-30 дБ.

Зачем нужен эффект шумоподавления в наушниках

Шумоподавление в наушниках позволяет существенно уменьшить громкость внешних звуков, а значит, гораздо лучше слышать собеседника во время звонка, любимый трек, аудиокнигу или звуки фильма. Чаще всего эта функция нужна, когда мы пользуемся наушниками вне дома. Например, когда нужно работать в переполненном кафе или хочется посмотреть сериал во время поездки на поезде. Шумоподавление "погасит" голоса, гул уличного трафика, шум самолета или метро.

Может показаться, что дома особой необходимости в таких наушниках нет, но в городских квартирах они иногда тоже спасают. Пока соседский ребенок разучивает гаммы на скрипке, на улице воет собака, меняют бордюрный камень и гудят клаксоны, вы сможете спокойно работать в тишине. Или слушать свою любимую музыку, а не звуки караоке-вечеринки за стеной.

Функцией шумоподавления можно пользоваться не только для прослушивания музыки: она подойдет для тех моментов, когда вы хотите просто отдохнуть в тишине. То есть, чтобы подавить внешние звуки, не обязательно включать проигрывание какого-то аудиоконтента. Наушники могут и просто заменять беруши, помогая сосредоточиться во время работы. В самолете или другом транспорте эту функцию можно использовать, чтобы поспать в дороге, несмотря на плачущего младенца, объявления пилота и разговоры попутчиков.

Принцип работы системы активного шумоподавления

Активное шумоподавление работает следующим образом: в наушники встроены микрофоны, улавливающие окружающие шумы. DSP-процессор анализирует их и создает так называемую "зеркальную" звуковую волну, которая запускается синхронно с музыкой. Для этого звук оцифровывается, проходит различные преобразования с учетом характеристик микрофонов и динамиков, затем снова превращается в звуковую волну, которая подается в динамик. Эта "зеркальная" волна, имеющая противоположную фазу к фоновой, компенсирует последнюю в ноль. В итоге музыка остается, а раздражающие звуки исчезают. Этот процесс требует энергии, поэтому в наушниках обязательно встроен аккумулятор. Происходит он за десятые, а иногда даже за тысячные доли секунды: если опоздать, волны уже не будут идентичными, а значит, фоновый шум не исчезнет.

Активное шумоподавление лучше всего справляется с ровными и низкочастотными звуками, такими как гул авиационного двигателя или шумы в метро - от среднечастотного и высокочастотного шума избавиться сложнее. Поэтому полной тишины от гаджетов с этой функцией ждать не стоит, но разница с обычным уровнем шума будет заметной. Настолько заметной, что некоторые пользователи даже некомфортно себя чувствуют без привычных звуков.

Преимущества наушников с активным шумоподавлением

Главное достоинство таких гаджетов - высокий уровень звукоизоляции. Внешний шум не отвлекает и не перекрывает то, что вы слушаете, а значит, не нужно повышать громкость до максимума. Пассивное шумоподавление в таких наушниках тоже на высоте - оно помогает дополнительно защитить уши от внешнего шума, а мозг - от постоянной информационной перегрузки, которой мы подвергаемся в том числе из-за звуков вокруг.

Наушники со звукоизоляцией делают так, что ваш уровень комфорта гораздо меньше зависит от внешних обстоятельств. Шумные соседи или попутчики в транспорте, стройка под окнами, громкая музыка - все это уже не так влияет, например, на выбор места для работы. С шумоподавлением вполне реально участвовать в рабочем совещании, сидя в кафе на шумной улице. Вы всегда можете создать нужный звуковой фон для тренировки, медитации, расслабления или просто отсечь внешний гул и спокойно подумать в тишине.

Технологический прогресс и высокая конкуренция среди производителей гаджетов сделали такие наушники более доступными, чем когда-либо. То, что раньше было роскошью и уделом аудиофилов, сегодня можно приобрести по вполне демократичной цене. Кроме того, звукоизоляцией сейчас могут похвастаться не только "диджейские" модели с огромными амбушюрами, но и крошечные вкладыши.

Функция активного шумоподавления в некоторых моделях работает настолько хорошо, что есть риск пропустить по-настоящему важный звук. Например, если в доме есть маленькие дети или родственники, требующие вашего внимания, лучше не включать ее, пока разговариваете по телефону. Даже громкий плач звукоизоляция вполне может перекрыть полностью. Еще такие наушники нужно аккуратно использовать на улице, в метро и в других публичных местах: из-за шумоподавления можно пропустить сигналы опасности: например, гудок автомобиля. И категорически нельзя включать шумоподавление за рулем.