Наушники с активным шумоподавлением принцип действия. Системы снижения шумов в современных автомобилях

29.06.2019

При покупке наушников для улицы и транспорта, одной из важнейших характеристик является степень их шумоизоляции. Но насколько бы она ни была хороша, увы, невозможно изолировать все внешние шумы. Для желающих оценить все мельчайшие детали музыкального произведения в любых условиях были придуманы наушники с активным шумоподавлением, принцип работы которых и будет рассмотрен далее.

В отличие от шумоизоляции, которая сама по себе пассивна и определяется конструкцией наушников, шумоподавление подразумевает воздействие на приходящий из вне шум. Поэтому оно, собственно, и активное

Активное шумоподавление

Активное шумоподавление реализуется за счет специальной электрической схемы, встраиваемой в наушники или располагаемой на кабеле.

Разумеется, такая схема требует дополнительного источника питания, поэтому наушники с активным шумоподавлением всегда снабжены отсеком для батарей или аккумуляторов.

Сложение сигналов с разными фазами

Для понимания принципа активного шумоподавления придется немного погрузиться в понятие фазы. Если речь заходит о взаимодействии двух сигналов, фазы которых отличаются, то в первую очередь стоит рассмотреть два крайних случая (для простоты будем считать, что рассматриваются два одинаковых сигнала):

Случай 1: сигналы синфазны — т.е. оба находятся в одной фазе. Когда два таких сигнала встречаются, то они просто складываются. В каждый момент времени итоговый сигнал будет равен сумме двух исходных.

Случай 2: сигналы противофазны — т.е один сигнал перевернут относительно второго. Такие сигналы будут вычитаться.

Иначе говоря если мы сложим один и тот же сигнал в фазе с ним же в противофазе, то получим полное отсутствие сигнала, т.к. они друг друга полностью нейтрализуют (в идеале ).

Все остальные варианты, находящиеся между синфазностью и противофазностью приводят к частичному подавлению или усилению сигналами друг друга.

К чему это я так долго рассказываю вам о фазе, а вот почему:

А ктивное шумоподавление построено именно на факте взаимоподавления противофазных сигналов .

Как реализуется активное шумоподавление

Идея достаточна проста. В прослушиваемую вами музыку подмешивается шум, который берется из окружающего пространства. Этот шум улавливается встроенными микрофонами. Но фишкой является то, что фаза подмешиваемого шума изменяется на противоположную.

В итоге получается, что в ухе встречаются внешние шумы и шумы, добавленные системой шумоподавления. Из-за противоположности фаз они подавляют друг друга. Вот и всё. Не правда ли гениально?)

Реальность

Конечно, подавить шум на все 100.00% невозможно, мир не идеален. Шум на улице далекоо не такая красивая и простая волнушка. Но в сравнении с пассивным шумоподавлением разница колоссальна.

Для представления возможностей активного шумоподавления, представьте, что работая отбойным молотком настройке вы можете вполне комфортно наслаждаться музыкой, если используете наушники с активным шумоподавлением.

Какие бывают наушники с активным шумоподавлением

На сегодняшний день, наушники с активным шумоподавлением бывают как полноразмерными или накладными, так и обычными затычками.

Для лучшего шумоподавления микрофоны, улавливающие вешние шумы должны быть расположенны непосредственно на самих чашах наушников. А сигнал каждого микрофона должен подмешиваться в свой канал.

Часто активное шумоподавление реализуется в беспроводных наушниках. Это удобно, т.к. питание и часть электроники в них уже имеется, а с современными технологиями не трудно дополнить наушники парой микрофонов и лишней микросхемой.

Однако часто производители, для упрощения конструкции и сокращения затрат на производство, размещают микрофон на пульте провода. Такой вариант хуже, но активное шумоподавление все равно вносит вклад в шумоизоляцию.

Активное шумоподавление для наушников можно реализовать и собственноручно. Вариант схемы и объяснение ее работы будут рассмотрены в одной из следующих статей.

Отличного всем звука!

На сегодняшний день рынок предлагает разнообразные модели наушников, среди которых можно подобрать и дешевые китайские модели, и дорогостоящие изделия. При этом их стоимость во многом зависит от технической составляющей. В большинстве наушников закрытого типа применяется технология активного шумоподавления . Ходят слухи, что она является причиной головных болей при длительном прослушивании музыки.

Немного истории

Стоит рассмотреть историю и принцип работы системы активного шумоподавления. Музыка позволяет человеку расслабляться, справляться с сильными эмоциями, она сопутствует человеку во всей его жизни. Изготовители стали задумываться о портативной музыке в середине прошлого века, так в 79 году Sony создала кассетный плеер. Уже через несколько лет это устройство было признано величайшим изобретением компании. В 84 году был создан первый CD-плеер, и уже в 98 году пользователям стали доступны MP3-плееры, которые используются и на сегодняшний день. Развитие данной отрасли невозможно охарактеризовать без упоминания наушников, ведь именно они обеспечивали хороший и качественный звук.

Система активного шумоподавления начала свою историю в сороковых годах прошлого века . Именно тогда изобретатель Пол Люг запатентовал исследование, в котором описывался принцип действия синусоидальных сигналов. В 50 году Лоуренс Фогель использовал систему подавления шума в вертолете, самолете. В наушниках данная система стала использоваться с 57 года, тогда Уиллард Микер смог отсечь шум от 50 до 500 Гц. Уже в 80 годах стали выпускаться наушники для авиации, в них использовалась данная технология.

Как работает система шумоподавления?

Если рассматривать принцип работы САШ, то специалисты описывают его довольно просто. Каждый отдельный звук представляет собой волну, из чего можно сделать вывод, что его можно отразить. И эта инвертированная волна будет полностью гасить исходную. Если взять в пример наушники, в которых используется система, то внутри будут располагаться микрофоны. Они предназначаются для того, чтобы измерять уровень возникающего шума. Поэтому получаемый звуковой сигнал преобразуется в инвертированную волну, после чего он передается на основной динамик. Здесь функционирует противофаза к шуму, при этом музыка не повреждается, как полезный сигнал, за счет этого шум убирается.

Эффективность работы системы активного шумоподавления

Прежде всего, следует сказать, что качественно работает такая система не во всем диапазоне частот, а в промежутке приблизительно от 100 до 1 КГц. На этом участке хорошие модели наушников способны обеспечить снижение шума до уровня -30 дБ. В самом нижнем звуковом диапазоне, до 100 Гц, человек воспринимает звуковые колебания не столько органами слуха, сколько телом, и наушники, какой бы уровень компенсации они бы не давали, от шума не спасут.

В диапазоне свыше 1 КГц система даже может немного добавлять шума. Однако это не уличный гул, а равномерное, спокойное «шипение», к тому же - очень тихое -
расслышать его можно лишь в очень спокойной обстановке.

В диапазоне 100-1000 Гц при условии качественной реализации «шумодав» вполне способен значительно снизить звуковое давление окружающей среды. В хороших шумоподавляющих наушниках вполне реально почувствовать себя в тихом безлюдном помещении, находясь на шумной улице.

В отдельных моделях «шумодав» работает воистину поразительно. Это, например, свежая линейка Bose и старшие модели Sony, в особенности MDR-1000x: надеваешь наушники и первое время отказываешься верить своим ушам.

Очень хорошо справляются с отсечением шумов такие модели как Sennheiser Momentum 2.0 Wireless, Parrot Zik, всевозможные Beats. В то же время во многих бюджетных «ноунейм»-вариантах «шумодав» может присутствовать лишь номинально, а эффект от его работы стремиться к нулю.

Почему болит голова?

Многие считают, что использование такой системы делает музыку более качественной, а прослушивание более комфортным. Но это не совсем так. Люди активно стали использовать подобные устройства, поскольку наушников с системой активного шумпоподавления становятся все популярнее. При этом рынок предлагает изделия из разных ценовых категорий, среди них есть и привычные затычки, и полноразмерные модели. Нужно понимать, что технологии не стоят на месте, система совершенствуется, качество звучания музыки постоянно улучшается. Также изготовители стараются продвигать устройства с данной технологией, предпринимая различные маркетинговые решения. Но часть покупателей вынуждена отказать от подобного приобретения, не смотря на качество звучания. Это происходит из-за того, что они не переносят систему активного шумоподавления. У некоторых людей организм реагирует на отсутствие посторонних звуков и кристально чистое звучание музыки головной болью. Наушники кажутся совершенными, но такой эффект может возникать по нескольким причинам.

Эффект качки на корабле . Если вам знакома морская болезнь, если тяжело переносите нахождение на кораблях, то вы можете оказаться в той категории людей, которая не переносит САШ (систему активного шумоподавления). Пусть вы представляете собой только 7 процентов от всех пользователей, но есть вероятность, что вы находитесь в числе этих людей. Смысл заключается в том, что при использовании таких наушников вы обманываете свой мозг, как и в ситуации, когда находитесь на корабле. Вы идете по улице и видите прохожих, шумное автомобильное движение, резкий ветер. Органы зрения передают информацию мозгу о том, что вы находитесь на улице, но органы слуха не передают шум из-за использования системы. Именно поэтому мозг находится в замешательстве, из-за чего и появляется недомогание, головные боли.
Монотонный раздражитель . Поняв принцип работы системы, стоит сделать акцент на том, что на каждое действие есть противодействие. В результате работы системы у изготовителей получается устранить шум и позволит слушателю полностью погрузиться в музыку. Но нужно учитывать такую особенность, что в данном случае на органы звука будут воздействовать монотонные звуковые волны. А человеческий мозг настроен исключительно на то, чтобы принимать разнообразные звуки. Стоит сказать и об особенностях нервной системы, которая может негативно отреагировать на такое чистое звучание. Из-за особенностей организма при использовании системы могут возникать тошнота, головные боли. При этом невозможно предугадать, кто предрасположен к таким последствиям, а кто — нет.
Тишина не является залогом спокойствия . Известные изготовители тестируют создаваемые устройства в специальных организациях. Исследования проводятся в специальных помещения, так называемых абсолютно тихих комнатах. В комнатах блокируются практически все посторонние звуки. Этим создаются идеальные условия для проверки оборудования. Но специалисты придерживаются мнения, что абсолютная тишина не способствует спокойному состоянию организма.
Если человек окажется в подобной комнате, то его станет преследовать чувство беспокойства. Уже через несколько минут он начнет слышать писк комара, урчание собственного живота. Достаточно всего пять минут нахождения в подобных условиях, чтобы организм перешел в состояние тревоги, беспокойства. Исследования показали, что человек не может проводить в таком помещении больше, чем 45 минут. Пусть при использовании систем не создается абсолютная тишина, поскольку играет музыка, но принцип работы системы затрагивает понятие абсолютной тишины. Ведь при использовании подобных наушников человек слышит исключительно музыку. Именно поэтому люди при использовании устройств могут почувствовать головную боль, тошноту.
Негативное влияние басов . При создании музыки все частоты разделяются на высокие, средние, низкие. Используемая в наушниках система предназначается для того, чтобы исключать все низкие частоты, они и представляют собой шум улицы. В системе существует риск «подавить» полезный звуковой сигнал, то есть музыку. Звуковая волна, которая создается в противофазе, насыщена низкими частотами. Как известно, они могут воздействовать на жидкость, вызывая вибрации, соответственно, могут воздействовать и на вестибулярный аппарат, который заполняется специальной жидкостью — эндолимфой. По этой причине из-за мощного баса на определённой частоте могут возникать головные боли.
Недостатки в конструкции также могут стать причиной возникновения головных болей . Если дуга наушников является слишком тугой, то она может стать причиной появления раздражения, головных болей. В этом заключается общая проблема накладных наушников, которая не относится именно к системе активного шумоподавления. Изделия должны удерживаться на голове, потому они не должны быть слишком слабыми, так они не будут держаться. Но они не должны быть и слишком тугими, ведь постоянное напряжение может стать причиной повышения давления. Уже через несколько часов прослушивания музыки в таких наушниках начнет болеть голова, а также может появиться ощущение тошноты.

Что следует учесть при покупке наушников с активным шумоподавлением

Такие наушники обладают рядом преимуществ, которые делают их уникальными и современными. Это и комфорт при прослушивании треков, и высокий уровень детализации звука. При этом отмечается безопасный уровень громкости, которые не сказывается негативно на здоровье органов слуха. Но все эти моменты не являются гарантией того, что организм положительно отреагирует на САШ. Если не желаете жаловаться на головную боль, стоит предварительно испробовать наушники друзей или знакомых. Это позволит исключить негативное воздействие системы на ваш организм, на общее состояние, для этого потребуется слушать музыку в наушниках примерно 2,5 часа.

Что в итоге?

Наушники с активным шумоподавлением - удобный инструмент для комфортного прослушивания музыки в условиях современного города . Они хорошо подойдут тем, кто привык не расставаться с любимым радио или плей-листом, но при этом испытывает дискомфорт от «капелек» в ушах. Они также понравятся тем, кто работает в шумных условиях, много ходит по улице или ездит в метро. При этом не обязательно постоянно слушать музыку - можно просто включить систему шумоподавления и оказаться в тишине, находясь при этом посреди шумного мегаполиса.

В целом сегменту беспроводных наушников предсказывают активное развитие, а отказ крупных производителей смартфонов от 3,5-миллиметрового аудиоразъема должен заметно тому поспособствовать. «Шумодав» в таких условиях может стать стандартной опцией для качественных беспроводных наушников. При том что реализация подобной системы в устройстве, где априори есть электронная начинка и элементы питания, выглядит не слишком затратной

Пассажирам бизнес-класса авиакомпании обычно выдают «приветственный комплект», в который обязательно входят беруши. Действительно, монотонный гул мощных самолетных двигателей бывает невыносим, он не дает заснуть или наслаждаться любимой музыкой. Никакие наушники-пробки (или даже закрытые) не способны справиться с ним — пассивная шумоизоляция не слишком хорошо препятствует распространению низкочастотного звука, характерного как для самолетов, так и для других видов транспорта. Но на помощь могут прийти наушники с активным шумоподавлением.

Низвести шум

Сам принцип активного шумоподавления известен еще с 1930-х годов, но первые работающие прототипы, предназначенные для пилотов самолетов и вертолетов, появились в конце 1950-х. Правда, они оказались слишком громоздкими и не получили распространения. Лишь в конце 1980-х годов, когда размеры электронных компонентов стали достаточно малыми, компания Bose сделала первые практичные наушники с активным шумоподавлением.

Идея, лежащая в основе активного шумоподавления, достаточно проста. Звук представляет собой волну разрежений и уплотнений, а там, где есть волна, можно воспользоваться интерференцией. Создав инвертированную волну (точно в противофазе) в нужной точке (в ухе, как можно ближе к ушному каналу) и в нужное время, можно полностью погасить исходную. Именно так и работает система активного шумоподавления: внутри наушников расположены микрофоны, которые измеряют уровень фонового шума. Этот сигнал инвертируется и передается на динамик, который и обеспечивает возникновение волны в противофазе к шуму (при воспроизведении музыки нужно еще учесть «полезный сигнал» — вычесть его из измеряемого шума).

Основная проблема систем активного шумоподавления связана с неточным попаданием в противофазу. Даже небольшое смещение фазы приводит к серьезным искажениям. Поэтому активное шумоподавление хорошо работает с монотонным и низкочастотным шумом (длина волны низкочастотного звука велика, и поэтому расхождение по фазе мало) и плохо — с высокочастотными и резкими нерегулярными шумами — криками, речью, музыкой. С последними приходится бороться с помощью пассивной шумоизоляции. Часто в наушниках с активным шумоподавлением можно услышать тихое шипение — это как раз следствие неточности фазового сдвига высокочастотного шума.

Без путаницы

Избавиться от вечно путающихся и неудобных проводов стремились и создатели наушников с активным шумоподавлением. Все эти девайсы работают по протоколу Bluetooth, который позволяет не только передавать качественный стереозвук (хотя, конечно, аудиофилы с этим не согласятся) с помощью профиля A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) и новых улучшенных кодеков AAC и AptX, но и управлять плеером мобильного устройства (для этого используется профиль AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile). Наушники одновременно являются и беспроводными гарнитурами, поддерживающими профили Hands-Free Profile (HFP) и Headset Profile (HSP), что позволяет звонить и принимать звонки при подсоединении к смартфонам. Нужно только учесть, что шумоподавление при этом работает только в одну сторону, то есть ваш собеседник будет слышать все окружающие вас шумы. Кстати, все гарнитуры в нашем тесте оснащены NFC-идентификацией, так что подсоединять их к мобильным устройствам, которые поддерживают эту технологию, очень просто — достаточно просто коснуться тем же смартфоном точки со значком NFC на наушниках.

А еще все беспроводные наушники комплектуются проводами — по правилам авиакомпаний использование беспроводных устройств во время полета запрещено. Достаточно воткнуть провод в соответствующее гнездо наушников, и Bluetooth отключится автоматически. К тому же большинство моделей даже при полном разряде батарей продолжают работать как обычные проводные наушники.

Как мы тестировали

Для теста использовался смартфон Samsung Galaxy Note 3 (SM-N900). Обработка звука в наушниках (эквалайзер, эффекты) принудительно отключалась с помощью фирменных утилит или клавиш управления. В плеере устанавливался профиль эквалайзера Flat. Наушники тестировались в беспроводном и проводном режимах. Время работы указано при беспроводном прослушивании музыки с включенным шумоподавлением.

Nokia Purity Pro by Monster (BH-940)

Bluetooth: Ver. 3.0 NFC: есть Время работы: 24 часа Шумоподавление: 6/10

Эргономика ? При раскладывании включаются автоматически. Датчики включают шумоподавление, как только вы надеваете наушники, а также автоматически отключают их через несколько минут после снятия. Органы управления — механические кнопки. В целом, кроме небольшого размера кнопок, никаких нареканий наушники не вызвали, все достаточно удобно. Для подключения проводом используется стандартный 3,5-мм трехконтактный разъем.

Звучание Звучание хочется назвать зрелищным: бас — упругий и разборчивый, барабаны — хлесткие, как пощечина, голоса — чистые, без искажений. Увеличение громкости не приводит к искажениям. К сожалению, все это работает, только пока наушники подключены к плееру проводом. При проигрывании по Bluetooth появляются помехи, а кристальная яркость уступает место примитивной «замыленности». Неплохой компромисс — провод для дома, Bluetooth — для шумной улицы.

Плюсы: удобная эргономика; отличный звук по проводу; большое время автономной работы

Минусы: отсутствие фирменного приложения для управления и настройки; отсутствие индикации заряда батареи (на смартфоне или наушниках); средний уровень шумоподавления

Sennheiser MM 550-X Travel

Bluetooth: Ver. 2.1 NFC: есть Время работы: 8 часов Шумоподавление: 5/10

Эргономика Это одна из двух моделей в нашем обзоре, которые имеют выделенную кнопку включения режима сквозного звука. При ее нажатии динамики переключаются на передачу звука с внешних микрофонов. Качество передачи звука в режиме гарнитуры откровенно плохое, поскольку микрофоны слишком чувствительны и передают даже малейшие шумы, причем слышны они не только собеседнику, но и вам (шумоподавление при этом не работает).

Звучание У этих наушников весьма качественные динамики. К примеру, тарелки на них звучат натуральнее, чем на любых других, но только если в данный момент играют только тарелки. Но стоит музыкантам дать жару, звук наполняется искажениями в таком количестве, что становится сложно узнать голос певца. Очень жаль, но наушники именитой фирмы демонстрируют полное бессилие при прослушивании практически любой музыки, как без провода, так и с ним.

Плюсы: хорошая эргономика; встроенный процессор объемного звука; съемная батарея

Минусы: плохое качество звука (и как наушников, и как гарнитуры); отсутствие фирменного приложения для управления и настройки

Creative AURVANA Platinum

Bluetooth: Ver. 3.0 NFC: есть Время работы: 12 часов Шумоподавление: 8/10

Эргономика Наушники имеют три режима шумоподавления: «Самолет», «Улица» и «Офис», переключаются они вручную (у других производителей — автоматически). Как гарнитура удобны, хотя расположение микрофонов, возможно, не самое удачное — собеседник слышал помехи от окружающих шумов. Стоит также заметить, что шумоподавление включается и выключается независимо от наушников, что может привести к быстрому разряду батареи.

Звучание Разработчики хотели перенести слушателя в воображаемую комнату прослушивания, уединенную, надежную, уютную. Электроника участвует в обработке звука всегда (с проводом и без), наполняя его небольшой реверберацией для имитации пространства. Такой подход хорош для акустического блюза или камерных произведений. Музыка с мощной ритм-секцией тонет в громких, неразборчивых, «замыленных» реверберацией басах. Звучание интересное, но на любителя.

Плюсы: хорошее шумоподавление (и пассивное, и активное)

Минусы: звук среднего качества; кнопки сложно нащупать; отсутствие фирменного приложения для управления и настройки

Sony MDR-ZX750BN

Bluetooth: Ver. 3.0 NFC: есть Время работы: 13 часов Шумоподавление: 6/10

Эргономика Амбушюры наушников небольшие по размеру, поэтому их правильнее будет отнести не к закрытым, а к накладным. Тем не менее они ничем не уступают конкурентам. Кнопки управления на нижнем торце наушников удобны, хотя нащупать их не всегда просто. Качество передачи речи в режиме гарнитуры отличное. Шумоподавление имеет три режима, которые включаются автоматически после анализа окружающей звуковой обстановки. Можно включить шумоподавление и вручную, но только «уличный» режим.

Звучание Ого! Эти наушники с небольшим на вид динамиком — бескомпромиссный выбор бас-гитариста. Встроенный усилитель настроен на мощный, громкий, но при этом очень разборчивый бас. При этом высокие частоты воспроизводятся тихо и весьма небрежно. Sony можно смело рекомендовать любителям танцевальной музыки, электроники, хардкора, а также тем, кто хочет наизусть выучить партии Даффа Маккагана или Фли. Провод подключать не имеет смысла — без встроенного усилителя наушники практически бессильны.

Плюсы: неплохой беспроводной звук; хорошая передача речи в качестве гарнитуры

Минусы: кнопки сложно нащупать; отсутствие фирменного приложения для управления и настройки

Parrot Zik

Bluetooth: Ver. 2.1 NFC: есть Время работы: 6 часов Шумоподавление: 8/10

Эргономика ? Дизайн Филиппа Старка, белая кожа и золотое покрытие. Да и уровень шумоподавления очень хорош. Для управления производитель оставил две маленькие, утопленные в корпус механические кнопки — включения и шумоподавления, остальные команды отдаются с помощью сенсорной панели. Это на самом деле не слишком удобно. Сенсоры автоматически ставят музыку на паузу, когда вы снимаете наушники. При использовании в качестве гарнитуры собеседнику хорошо слышны окружающие шумы, несмотря на множество микрофонов, которые, по идее, должны нивелировать этот эффект.

Звучание Звучание этих наушников так и хочется обозвать противоестественным. Встроенный усилитель, который не отключается, усиливает самые высокие и самые низкие частоты, приглушая середину. Это давно известный способ сделать звук чуть бодрее, но искушенного слушателя на этот трюк не купить. Впрочем, есть у Parrot и сильная сторона: это единственная модель, полностью лишенная помех при прослушивании по Bluetooth.

Плюсы: отличное шумоподавление; удобная утилита для управления и настройки

Минусы: малое время автономной работы; среднее качество звука; неудобное сенсорное управление

Samsung Level Over

Bluetooth: Ver. 3.0 NFC: есть Время работы: 15 часов Шумоподавление: 8/10

Эргономика Две механические кнопки, включения и шумоподавления, остальное управляется с помощью сенсорной панели, что, на наш взгляд, не слишком удобно в силу незащищенности от случайного касания. В качестве гарнитуры модель работает хорошо. Существует фирменная утилита для управления наушниками с множеством возможностей настройки и обработки звука. Для некоторых смартфонов Samsung Galaxy доступны дополнительные возможности (голосовое управление). Кстати, это единственная модель в обзоре, которая имеет жесткий чехол в комплекте.

Звучание Эта модель подкупает запасом мощности. Она запросто устроит дискотеку даже в вагоне метро. Звучание у нее заводное, хотя и менее честное, чем у Monster. Веселья добавляет слегка усиленная верхняя середина, которая придает хлесткости ударным. В целом это универсальная, удобная, хорошо защищенная от шумов модель на все случаи жизни. Пользоваться проводом смысла нет, без «страхующей электроники» звучание модели намного скучнее.

Плюсы: отличное шумоподавление; удобная утилита для управления и настройки; неплохой звук; жесткий чехол в комплекте

Минусы: неудобное сенсорное управление

Plantronics Backbeat Pro

Bluetooth: Ver. 4.0 NFC: есть Время работы: 24 часа Шумоподавление: 7/10

Эргономика Регулировка громкости производится кольцом (более интуитивный способ сложно придумать). Мимо кнопок управления сложно промахнуться. Датчики автоматически включают паузу, когда вы снимаете наушники, и возобновляют воспроизведение, когда надеваете, постепенно увеличивая громкость. Это вторая модель в обзоре, которая имеет выделенную кнопку сквозного режима. Но работает она очень интересно: музыка не выключается полностью, а лишь приглушается, динамики переключаются на внешние микрофоны, причем качество передачи звука очень близко к «живому».

Звучание Стихия этих наушников — сложные аранжировки. Усиленные высокие частоты делают разборчивым звучание инструментов на заднем плане. Слушать их интересно, радует запас громкости, хотя недостаточно мощный усилитель выдает неразборчивые, хотя и громкие басы. Наушники подойдут любителям джаза, блюза и классики. Слушать рок и электронику на них скучновато. Разницы между прослушиванием с проводом и без провода мы не почувствовали.

Плюсы: великолепные эргономика и управление; неплохой звук; индикация заряда батарей; большое время автономной работы

Минусы: в комплекте не помешал бы жесткий чехол

Звуковая волна представляет собой волну сжатия и разрежения воздуха. Если с помощью динамиков создать волны той же частоты и амплитуды, но противоположной фазы, то они ослабят друг друга. В этом и заключается принцип работы ANC (Active Noise Control), показанный на рисунке 1. Активное шумоподавление - технология, позволяющая значительно снизить уровень шума, особенно если источник звука хорошо локализован. Еще лучшие результаты ANC показывает, если спектр шума имеет периодические составляющие.

В инновационной компании Promwad ведется разработка встраиваемых масштабируемых систем активного шумоподавления для различных сфер применения.

Сферы применения ANC-систем

Вентиляция
Тихие серверные шкафы
Окна и откосы
Легковые и грузовые авто

Рисунок 1 - Принцип работы ANC

Вентиляционные устройства, вытяжки, компрессоры

Одной из очевидных областей применения системы активного шумоподавления является вентиляция - вентиляционные устройства, вытяжки, компрессоры. Системы вентиляции с механическим побуждением являются шумными, что может негативно сказываться на людях, которые долго находятся в таких помещениях. Примером такого помещения могут служить «чистые» комнаты, где людям приходится работать много часов подряд. Принцип активного шумоподавления был предложен уже давно, в 1936 году П. Леугом, однако тогда не было технической возможности применить ANC-систему в современном понимании, и до недавнего времени проблема шума от вентиляции решалась лишь при помощи установки звукопоглощающих конструкций, звуковых экранов и различных резонаторов. Сейчас мы разрабатываем масштабируемую ANC-систему для вентиляции.

В этом фрагменте аудиозаписи показан результат моделирования ANC-системы. Сначала она выключена, отчетливо слышен шум вентилятора. Потом система включается, и шум ослабевает - из спектра пропадают периодические составляющие. В представленном примере не моделировалась пассивная звукоизоляция, которая способна еще больше улучшить результат.

Тихие монтажные шкафы для серверов

Тихие монтажные шкафы для серверов - еще один востребованный продукт, где с успехом может применяться ANC-система в совокупности с пассивными средствами звукоизоляции. Такой симбиоз двух принципов наиболее эффективен, потому что шум глушится во всем диапазоне частот: ANC наиболее эффективна в области низких частот, а пассивная звукоизоляция - в области средних и высоких частот. Вообще говоря, пассивная звукоизоляция может быть эффективной и в области низких частот, но толщина звукоизолирующего материала должна составлять не менее половины длины волны. Например, для гула с частотой 50 Гц для эффективной шумоизоляции нужен слой материала толщиной около 3 метров, что для серверного шкафа - нереализуемое требование. А ANC-система гораздо компактнее, и к тому же не препятствует потоку воздуха для вентиляции содержимого шкафа.

Стеклопакеты и откосы

Перспективная область применения ANC - стеклопакеты и откосы . Если дом находится вблизи магистрали, то постоянный шум может вредно сказаться на здоровье жителей. Поэтому в наших ближайших планах - адаптация ANC для встраивания в стеклопакеты и откосы окон. Популярность таких окон сложно переоценить - стоит представить себе летнюю ночь, когда из-за гула на улице окно не откроешь, а спать под включенным кондиционером не хочется.

Шумоподавление в автомобилях

Разработка ANC для применения в автомобилях, легковых и грузовых - одна из наших ближайших целей. Шум в автомобиле в основном исходит от шума покрышек по поверхности дороги и передается через подвеску и кузов. Сложность в системах подавления заключается в необходимости расположить динамики так, чтобы звуковая волна от них интерферировала с окружающим шумом именно в местах нахождения людей. Мы планируем разработать систему как для внедрения у крупных автопроизводителей, так и для кастомайзеров.

Технические характеристики:

Количество компенсирующих динамиков: 1-8
Количество микрофонов / неакустических датчиков: 2-16
Диапазон рабочих частот: 20 Гц - 1000 Гц
Уровень ослабления периодических составляющих: 25 дБ

Хотите внедрить технологии шумоподавления в своем проекте?
с нами, мы ответим на ваши .

Вот вы, вы любите тишину? - А я люблю. Сколько даже не саму тишину, а отсутствие внешних раздражителей. Во время учебы, работы нужно сосредоточиться на решаемой проблеме/задаче и сделать это, когда вокруг пляшут домочадцы или по всему офису разрывается телефон, достаточно сложно… Безусловно, бывают такие моменты когда ты с особой страстью кипишь над работой, когда ты уже во влечен в процесс и ничто тебя не может отвлечь. Но что делать когда и так особого желания выполнять работу нет, а тут еще и сосредоточится невозможно? Для себя я нашел выход в лице наушниках с активной системой шумоподавления.

Начнем с того что о наушниках с активной системой шумоподавления я впервые узнал после прочтения вот
, где хабражители активно делились фотографиями и обсуждали свои рабочие места. Автор того треда упомянул о достаточно дорогих наушниках Bose QC-15 (~$500 по СНГ) поэтому была развернута операция по поиску более дешевых альтернатив. В итоге выбор пал на Audio-Technica ANC7b - наушники от известного японского производителя хорошо зарекомендовавшего себя во всем мире.

▐ Технические характеристики

Логично было бы продолжить статью описанием упаковки и комплекта поставки обозреваемого устройства, но в связи с частыми переездами за последние полгода вся комплектация была утеряна и на руках остались только сами наушники и коробка. Изначально в последней можно было найти: жесткий кейс для транспортировки (понятие не имею где я его профукал), съемный кабель (аналогично), батарейку типа ААА, адаптер для использования наушников в самолетах + переходик на 6.3 мм коннектор и пару сменных кабелей (с микрофоном и без).

Чего только стоил комплектный чехол… Ну да ладно, не будем о грустном, последние несколько месяцев я использую наушники с кабелем от Philips, который был нагло отжат вежливо одолжен мне юзером . По случаю передаю привет и обязуюсь вернуть кабель. ;)

▐ Дизайн, конструкция, удобство ношения

При первом знакомстве наушники Audio-Technica ANC7b не произвели на меня каких либо ярких впечатлений. Аскетичный дизайн из-за использования в материалах корпуса исключительно пластика, классическая форма с дуговым креплением, небольшие поскрипывания при сгибании наушников и повороте чашек. Последние имеют две степени свободы: поворот на 90 градусов по вертикальной оси и 45 по горизонтальной.

Механизм регулировки размера оголовья имеет 15 положений с шагом 3 мм. Никаких обозначений нет, поэтому предполагается, что пользователь должен единожды установить нужный размер или же каждый раз ориентироваться по щелчкам, которые издают направляющие при изменении размера.

Чашки наушников имеют средние (по отношению к другим накладным мониторам) размеры. По традиции с наружной стороны расположены логотип производителя, модель наушников и маркировка «левый-правый».

Микрофоны в нижней части чашек – это часть системы активного шумоподавления. Сюда же выведен батарейный отсек, который скрывается за фальшпанелью. Подойдут любые элементы питания типа ААА напряжением до 1.5 В.

На левом «ухе», помимо уже упомянутых элементов, находится выключатель системы АШП. Об активации последней сигнализирует ярко-синий вырвиглазный светодиод. Здесь же находиться разъем для подключения 3.5 мм аудиокабеля, но стоит отметить, что штекер с большим диаметром может не «вписаться» в данный порт.

Кстати, на оси соединяющую правую чашку с оголовьем есть небольшая рельефная точка, благодаря которой можно вслепую определить где правое, а где левое «ухо».

Амбушюры средних размеров, в меру упругие, также как и оголовье покрыты кожзамом. Наушники плотно обхватывают голову, но при этом не причиняют какого-либо неудобства.

Что касается моих личных впечатлений об удобстве, то эти строки я пишу спустя 5 (а может и того больше) часов пребывания в наушниках. За бортом зима, в комнате в районе 20 градусов - уши в комфорте. Летом, конечно, есть небольшой дискомфорт, так как уши потеют, но с другой стороны – покажите мне наушники в которых ваши уши останутся сухими в тридцатиградусную жару?

▐ Звук, совместимость, некоторые аспекты эксплуатации

Для начала не стоит пугаться сопротивления в 300 Ом. Во-первых, это показатель при выключенной системе АШП. К сожалению, значение этого параметра со включенным «шумодавом» производитель не предоставил, но судя по изменению уровня громкости в наушники встроен весьма «бодрый» усилитель.

Во-вторых, учитывая чувствительность в 109 дБ/мВт наушники даже с выключенной фирменной технологией можно использовать в паре со смартфоном или плеером. Но тут стоит учесть, что запаса по громкости не будет. Так, даже для обычного прослушивания музыки приходится выкручивать громкость на максимум. И вообще, для комфортного прослушивания музыки в данных наушниках без «шумодава» стоит обзавестись более серьезным источником, например - .

АЧХ

Что касается самого качества звучания, которое на самом деле является понятием сугубо субъективным и в идеале бы перед покупкой послушать наушники IRL , меня звук чуть более чем устраивает. Я использую наушники преимущественно дома, в паре с внешним ЦАП-ом, так что в обоих режимах не ощущаю нехватки громкости. Причем использую достаточно часто - не менее 3-5 часов в день и зачастую со включенным шумоподавлением (+звуки прибивающих природы или легкая музыка). Такой сет дает возможность полностью абстрагироваться от грохота старичка холодильника, разговоров сожителей и перемещений оных по комнате. В тоже время более громкие разговоры просачиваются, что лично для меня является плюсом.

Если бы не столь громадные размеры (на моей и так далеко не маленькой голове такие наушники смотрятся весьма плачевно), то с удовольствием катался бы с этими наушниками в метро. Суть в том, что АШП лучше всего справляется с нижними частотами, т.е. гул метро отсекает полностью, а женский голос объявляющий станции остается слышим (при условии прослушивании аудиокниги/подкаста или музыки на низкой громкости). Здесь же был замечен один из основных недостатков: за счет использования активной электроники устройство имеет свойство ловить наводки от мобильных телефонов, пусть и периодически, но данный эффект вызывает некий дискомфорт.

▐ Устройство активной системы шумоподавления

А что вообще из себя представляет система шумоподавления? Для начала нужно понимать, что шумоподавление есть как активное , так и пассивное . Последнее - это в основном прерогатива закрытых мониторных наушников. Корпуса чашек таких устройств не содержат никаких отверстий с наружной стороны, а стенки таких наушников обычно достаточно массивные и материал, из которых они сделаны, часто обладает способностью гасить звуковые колебания. Наушники с самым хорошим пассивным шумоподавлением имеют показатели 35-37 дБ.

Активное шумоподавление, в свою очередь, требует внедрения в наушники электроники. Принцип работы данной системы достаточно просто понять, даже если вы прогуливали уроки физики в школе. Звук - физическое явление, представляющее собой распространение упругих волн в определенной среде. Если еще точнее, то звук - это волна. Музыка, грохот отбойного молотка, вопли младенца - все это звуковые волны с которыми мы сталкиваемся повсеместно. Одним из основных явлений присущих волнам является интерференция.

Интерференция волн - взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга. (с) Wikipedia

Но каким образом система активного шумоподавления зависит от явления интерференции? - А таким, что данный способ шумоподавления основан на интерференции! Если волны приходят к точке среды (встречаются) в противофазе, то смещение частиц будет разнонаправленным, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний, т.е. звуковые колебания поступающие извне гасятся. Из-за ограничений (возможно временных, ведь прогресс не стоит на месте) накладываемых внутренней электроникой «шумодава» полностью компенсировать внешние шумы, к сожалению, не является возможным.

Именно так и работает система АШП. Специальные микрофоны, которые находятся в чашках наушников, улавливают внешние звуки, а встроенная электроника инвертирует их и добавляет в проигрываемую музыку, тем самым убирая внешние шумы.

▐ Внутренности, автономность

В последнее время модно ставить устройствам оценку за их ремонтопригодность, дабы не отставать от трендов проведем препарацию наушников, а заодно и посмотрим, что за магия скрывается в корпусе оных. Отклеиваем амбушюры:

Под тоненьким поролоновым фильтром (на фото отсутствует) находится микрофон системы АШП и динамический излучатель. Для получения объемного звука чашки наушников заполнены поролоном.

В очередной раз убеждаемся, что корпус наушников целиком и полностью изготовлен из пластика. На левой чашке расположены три винта под отвертку CR-VT8 - они удерживают фальш-панель под которой скрывается электроника системы активного шумоподавления.

Дальше-больше: печатная плата овальной формы (по клику на картинку ниже - полноразмер) занимает почти все внутренне пространство левой чашки. Грязь в районе аудиоразъёма слегка портит впечатление, но в целом все хорошо.

С обратной стороны два одиноких электролитических конденсатора и стандартный 3.5 мм TRS-разъем.

В производстве данных наушников использовались серийные компоненты, например, восьминогая микросхема в правой части платы - это MAX660, инвертор напряжения, который может выступать как в роли источника отрицательного напряжения, так и в качестве повышающего преобразователя для усилителя. В левом верхнем углу - ST V324 (14 выводов) - четырехканальный усилитель с THD (коэффициент нелинейных искажений) не более 0.01%. К сожалению, назначение МС находящейся выше установить так и не удалось. И да, синий светодиод я в последствии заменил на теплый ламповый желтый.

Пару слов об автономности. Для работы системы АШП я использую Ni-MH аккумулятор формата ААА. Как вы уже знаете в наушниках я провожу ~2-3 часа на день, соответственно заряжать аккумулятор емкостью 700 мАч приходится раз в две недели. Не понравилось отсутствие какого-либо индикатора заряда - узнать о совсем уж севшем элементе питания можно только посредством периодических похрапываний в ушах, сопровождающихся медленным затуханием светодиода. Также советую следить за выключением шумоподавления, ибо никакой функции автоотключения обнаружено не было.

▐ Цена, итоги

Audio-Technica ANC7b - отличные наушники закрытого типа с активной системой шумоподавления. Со своей основной задачей - отсекать внешние шумы справляется относительно неплохо. Не смотря на скромный дизайн и дешевые материалы корпуса, наушники неплохо собраны, имеют удобную посадку и достойное звучание. Из основных огрехов выделяются: отсутствие индикатора заряда, периодические наводки от сотовых телефонов… Цена, как на мировом, так и на рынке СНГ колеблется в районе 5-7 тысяч рублей (140 - 190 долларов).

Достоинства и недостатки

Система активного шумоподавления
Автономность
Звучание
Отсутствие индикатора заряда/разряда
Наводки от мобильных телефонов