Почти каждая пара качественных наушников вкладышей и беспроводных наушников оборудована системой активного шумоподавления, известной как ANC. Да, это действительно ценный актив. Ведь наш мир настолько полон шума, что порой крайне важно иметь возможность поглотить его, превратить в тишину. И здесь, где бы вы ни решили надеть эти наушники — будь то уют вашего дома, шумный город, оживленный офис или гудящий общественный транспорт, ANC станет вашим верным союзником, делая каждый момент прослушивания гораздо более насыщенным и чистым. Это происходит как по волшебству – нажмите кнопку, и наушники поглощают окружающий вас шум, позволяя вам утонуть в мире выбранной вами мелодии. Эта эффективность поражает: представьте, что вы можете уменьшить уровень шума вокруг вас, словно регулируете громкость жизни вокруг. Вот где происходит что-то действительно захватывающее. И то, как это всё устроено внутри, ещё более удивительно.
Что такое звук?
Возможно, вопрос покажется необычным, но перед тем, как разбираться, каким образом крошечные наушники вроде Samsung Galaxy Buds 2 Pro способны подавлять рёв реактивных двигателей, предоставим некоторый контекст. То, что мы воспринимаем как звук, на самом деле — это колебания атмосферного давления.
Наши барабанные перепонки — это тонкие мембраны, расположенные в ушах, которые реагируют на волны изменения давления воздуха, вызывая их вибрацию. Далее, эти вибрации переходят через несколько тоненьких косточек в нашей голове и направляются к области мозга, известной как слуховая кора, которая и переводит их в то, что мы и называем «звук». (Наушники с костной проводимостью минимизируют передвижение воздушных волн, передавая вибрации непосредственно через ваш череп.)
Эти колебания давления также объясняют, почему мы можем физически ощущать особенно громкие или низкочастотные звуки, например, фейерверки или концертную музыку. Громкие звуки двигают большое количество воздуха в короткое время — иногда настолько много, что вы можете чувствовать резонанс даже в других частях вашего тела, не только в ушах.
Может быть, вы видели звук в виде волновых форм. Ось Y на этих изображениях представляет амплитуду звуковой волны, в данном контексте можно считать её мерой перемещения воздуха. Больше смещённого воздуха эквивалентно более громким звукам и создаёт более высокие пики на графике. Расстояние между вершинами волн по оси X — это длина звуковой волны. Высокие звуки имеют короткие волны; низкие — длинные.
Как АНК противостоит этому?
Наушники с активным шумоподавлением оснащены встроенными микрофонами, которые «слушают» окружающий вас звук. Внутренние процессоры анализируют этот внешний звук и генерируют антишум, нейтрализуя нежелательные звуковые волны, чтобы вы их не слышали.
Хотя это может звучать как что-то из области научной фантастики, обратим внимание на форму акустического сигнала. Ось Y, представляющая амплитуду, технически иллюстрирует сжатие и расширение молекул воздуха. Точки, расположенные выше оси X, отражают сжатие, в то время как те, что ниже — декомпрессию.
Антишум обладает той же длиной волны, что и исходная звуковая волна, однако его амплитуда инверсно сдвинута по фазе. Их сигналы являются, фактически, зеркальными изображениями друг друга. Это означает, что когда звуковая волна шума создает отрицательное давление воздуха, антишум создает положительное (и наоборот). В идеальной ситуации это приводит к тому, что для пользователя наушников с активным шумоподавлением царит блаженная тишина.
Границы активного шумоподавления
Существуют определенные ограничения в возможностях активного шумоподавления (АНК). Если вы когда-либо использовали наушники с АНК, вы, возможно, обнаружили, что несмотря на их эффективность в подавлении стабильных низкочастотных шумов, например, звука двигателя самолета, они не всегда эффективно справляются с нестабильными звуками, такими как чужая музыка или гул кафе.
Несмотря на то что устойчивые, басовые звуки относительно просто предсказать и нейтрализовать созданием антишума, отсеивание нерегулярных и более «органичных» фоновых шумов в режиме реального времени является более сложной задачей. Если окружающий шум непостоянен, ваш АНК может не успевать подавлять его.
Даже устойчивый звук высокой частоты более сложно подавить, чем низкочастотный, из-за меньшего физического расстояния между отдельными звуковыми волнами в высокочастотных звуках. Таким образом, такие факторы, как расстояние между микрофонами и динамиками ваших наушников, а также расстояние от динамиков до барабанных перепонок, приобретают большее значение при борьбе с более высокочастотными звуками. Всё это критично для разработки эффективных методов шумоподавления, особенно когда целевой звук имеет более высокую частоту. Поэтому АНК становится менее эффективным по мере увеличения частоты окружающего шума и, начиная с определенной точки, наушники просто не могут догнать его.
Также активное шумоподавление, как правило, более успешно в полноразмерных наушниках по сравнению с вкладышами. Это связано с тем, что наушники способны обеспечивать лучшее пассивное шумоподавление благодаря своему размеру и форме. Наушники с большими амбушюрами естественным образом блокируют больше внешнего звука, физически предотвращая большее количество звуковых волн, по сравнению с маленькими вкладышами. Независимо от вашего предпочтения в форм-факторе, обеспечение плотного прилегания является ключевым для эффективности АНК.
Вы и я, мы оба, знаем это волнующее чувство, когда мир вокруг нас тихо замирает, а мы надеваем наушники с активным шумоподавлением (АНК). Невероятно, не так ли? Но разве не интригует: как же всё это работает? Сегодня мы вместе погружались в удивительный мир аудиотехнологий и, надеюсь, мистика АНК для вас стала чуточку яснее.
Не так-то просто заглушить мир, правда? О, кстати, если вас затронули эти технические удивительные моменты и вы почувствовали, что хотите ещё, присоединяйтесь ко мне в других исследованиях! Разоблачим вместе загадки объединения пикселей в мобильной фотографии и познакомимся поближе с тайнами класса защиты от воды и пыли.
Не стесняйтесь погружаться в эти темы, как мы погружались сегодня, и пусть ваша любознательность расцветет, обогащая ваш ум новыми и новыми знаниями. Ваша аудио-путешествие только началось, и кто знает, какие звуковые чудеса ждут нас впереди? Возможно, однажды технология АНК станет ещё умнее и совершеннее, и кто, если не мы, будет первыми, чтобы исследовать и понять её? Пусть каждая нота в нашей жизни будет слышна ясно и чисто.
С вами был ваш проводник в мире технологий и музыки, пусть ваше следующее аудио-приключение будет чарующим!
