Как работает активное шумоподавление в наушниках | Блог

Выбирая наушники для улицы и поездок, большое внимание стоит уделить степени их шумоизоляции. Существует пассивная и активная шумоизоляция. В первом случае посторонние звуки глушатся массивными амбушюрами, вкладышами особой конструкции и другими ухищрениями. Однако чтобы наушники с тяжелыми амбушюрами не сползали, приходится делать тугие дужки, от которых может разболеться голова. Вкладыши «елочкой», похожие на беруши и лучше всего защищающие от шумов, подойдут не каждому уху. Да и полностью изолировать от внешних звуков все эти ухищрения все равно не могут. С таким справится только активная шумоизоляция, она убирает внешние звуки с помощью электронных схем.

Минутка истории

Первые наушники Bose с активным шумоподавлением

Первые патенты касательно активного шумоподавления появились еще в 1930-х годах. Однако долго не существовало возможности создать достаточно точную электронную начинку. Первые попытки сделать наушники с «шумодавом» были предприняты в конце 50-х, впервые же гарнитура с активным шумоподавлением была использована только в 80-х годах астронавтами во время полета вокруг Земли, а затем применялась в авиации. Ее изобрел профессор Амар Бозе, впоследствии он основал компанию Bose, которая одной из первых начала производить наушники с активным шумоподавлением для массового рынка.

Как работает 

Звук — это акустические волны. Если взять звуковую волну шумов с улицы, инвертировать фазу, т.е. отзеркалить ее, а затем направить на исходную — они друг друга компенсируют «в ноль». Поэтому активное шумоподавление в наушниках состоит из:

1. Микрофона, который обычно располагается с тыльной стороны каждого наушника. Он ловит все звуки окружающей среды.
2. Электронной начинки, которая инвертирует на 180˚ все, что услышал микрофон и посылает в динамик наушника.
3. Аккумулятора или батарейки, потому что такое устройство требует электричества для работы.
4. Динамика, который играет музыку вместе с «антишумом».

Внешний шум попадает в микрофон наушника, инвертируется и подается в динамик. В итоге волны с улицы и их отзеркаленные копии взаимно уничтожают друг друга, и в теории слушатель наслаждается музыкой в абсолютной тишине, без лишнего шума и призвуков.

Есть два основных способа сделать инверсию сигнала. Первый — аналоговый, на транзисторах, схемы подобных шумодавов просты, появились довольно давно и сегодня нередко применяются в аудиотехнике, к примеру, предусилителях и звуковых картах.

Однако для реализации качественного шумоподавления недостаточно простой инверсии, нужно учесть еще целый ряд нюансов: убрать шум микрофона и возникающие в схеме гармоники и резонансы, преобразовать звук с учетом АЧХ микрофона и АЧХ динамиков, вычесть сигнал из динамиков: музыку, которую неизбежно будет ловить рядом расположенный микрофон, учесть изменения шумового сигнала при прохождении через корпус наушников и т.д. Получается довольно сложная цепочка обработки, для реализации которой в современных наушниках применяется DSP-процессоры. То есть, аудиосигнал преобразуется в нули и единицы, потом с ним выполняются все «фокусы», далее он снова преобразуется в волну и только затем поступает в динамик наушника.

DSP-процессор в наушниках Sony WF-1000XM3

Несмотря на все высокие технологии, активное шумоподавление работает наиболее эффективно лишь с определенным диапазоном частот — от 100 до 1000 Гц. Это связано с ограниченным АЧХ небольших микрофонов, установленных в наушниках. Впрочем, частоты ниже 100 Гц глушить бесполезно — они настолько мощные, что все равно улавливаются всем телом. Частоты выше 1000 Гц хорошо глушат только наушники с несколькими микрофонами, один из которых настроен на низкие частоты, а  другой — на высокие.

Тем не менее, именно на участке от 100 до 1000 Гц находятся наиболее раздражающие шумы: гул транспорта, завывание ветра, разговоры других людей. Так что активной шумоизоляции, работающей на этих частотах, в сочетании с пассивной — вполне достаточно для снижения шума на 20-30 Дб. В таких наушниках будет на 70 % тише, чем в обычных.

Помимо потребительского рынка технология активного шумоподавления востребована операторами станков на шумных производствах, персоналом аэропортов, пилотами, спортсменами (особенно байкерами, гонщиками и стрелками), а также всеми, кому нужно общаться в условиях повышенной шумности.

Минусы активного шумоподавления

Кроме ограниченного спектра частот и очевидной зависимости от батарейки (позволяющей системе работать 15–30 часов), у активного шумоподавления есть и более существенные недостатки.

Во-первых, младшие и дешевые модели наушников с шумодавом» далеко не всегда справляются со своей задачей. Чтобы уловить звук и обернуть его по фазе нужно некоторое время, и слабый микроконтроллер дешевых наушников может просто не успеть в отведенные ему микросекунды. Ведь он должен выполнить свою задачу пока звук, зарегистрированный микрофонами на тыльной стороне наушника, добирается до его динамика. К примеру, расстояние между микрофоном и динамиком всего 1 см, тогда электронике нужно успеть все сделать за 0.0002 секунды! Если не уложится в это время, тогда волна и «антиволна» уже не будут полностью идентичны друг другу, и волшебства не произойдет.

Именно из-за этих технологических особенностей активное шумоподавление так долго не могло выйти на массовый рынок. Даже сегодня до сих пор ведутся исследования, призванные улучшить точность такой системы. К примеру, недавно ученые создали систему, позволяющую устройствам заранее видеть приближающиеся акустические волны и просчитывать «антишум» наперед.

Второй большой минус связан с качеством звучания. Многие слушатели отмечают его ухудшение при включенном режиме активного шумоподавления. Хотя многие топовые модели выдают по-настоящему взрослый и качественный звук, их младшие собратья не всегда могут этим похвастаться. Нередко шумодав — это компромисс между качеством звука и комфортом.

Наконец, третий недостаток. Для некоторых он может оказаться решающим. Дело в том, что у 5–7 % пользователей наушники с активным шумоподавлением вызывают симптомы, схожие с морской болезнью. Как правило, если человека часто укачивает в обычной жизни, то нормально пользоваться этой технологией вряд ли получится. Это происходит из-за попытки обмануть вестибулярный аппарат. Ведь человек слышит не только ухом, но и всем телом. При этом уши никаких звуков не слышат, в итоге мозг думает, что тело в полном покое, хотя оно посылает совершенно противоположные сигналы. Из-за этого могут возникать тошнота и головные боли.

Есть и другой момент. Исследования показали, что абсолютная тишина совсем не так полезна для организма, как некоторые себе представляют. В компаниях, создающих аудиотехнику, всегда есть «комната абсолютной тишины» (еще ее называют «безэховой камерой»). Она спроектирована так, чтобы рассеивать и поглощать все возникающие в ней звуки. Человеку трудно находиться в такой комнате дольше часа. Сначала появляются иллюзии вроде едва улавливаемого писка комара, затем дискомфорт начинают доставлять звуки организма: дыхание, стук сердца, урчание живота, после чего тревога и волнения нарастают настолько, что большинство посетителей с ужасом выбегают наружу. Конечно, наушники вряд ли могут оказать схожий эффект, ведь в них звучит музыка. Однако не всем слушателям эффект музыки в полной тишине может оказаться по душе. Некоторые находят звучание наушников с активным шумоподавлением слишком стерильным и раздражающим. Впрочем, это дело вкуса.

Так выглядит безэховая камера

Так или иначе, очень важно перед покупкой наушников с активным шумоподавлением послушать их 2-3 часа, чтобы понять реакцию своего организма на эту технологию.

Преимущества наушников с шумодавом

На 2019 год производители решили большинство недостатков. Появилось множество моделей наушников с по-настоящему качественным шумоподавлением. Они дают ощущение полной тишины, словно слушатель находится в заглушенной студии звукозаписи. Пользователи отмечают, что особенно хорошо они справляются с назойливыми монотонными шумами: метро, улица, поезд, автобус, самолет и т.д.

Не все наушники с активным шумоподавлением представляют собой громоздкие «головные телефоны». Не так давно Apple выпустила AirPods Pro — миниатюрные затычки с активным шумоподавлением, но похожие модели были и до этого релиза, как, например, проводные Audio-Technica ATH-ANC100BT или беспроводные Sony WF-1000XM3.

Начинка AirPods Pro

Конечно, малый размер «затычек» ограничивает их возможности. Для размещения микрофона и остальной электроники остается очень мало места. Поэтому они не могут заглушить резкие и громкие звуки, вроде внезапного грохота или криков детей, хотя шум дороги и транспорта устраняют без проблем.

По-настоящему почувствовать себя в вакууме космоса позволят только накладные полноразмерные наушники. Их размер дает возможность разместить в них сразу несколько микрофонов. Один устанавливается снаружи и улавливает средние и высокие частоты, а второй — внутри для низкочастотного гула. В сочетании с мягкими амбушюрами, отлично защищающими от внешнего мира, получается эффект почти  абсолютной тишины.

Наушники с шумоподавлением: сделайте потише! | Блог

Почти каждый фанат музыки ищет наушники с самым чистым и качественным звуком. А еще желательно, чтобы любимые композиции не прерывал грохот проходящих мимо поездов, крики людей и шум машин.

Надел наушники — отключился от внешнего мира, погрузился в музыку, и чтобы ни одного лишнего звука. Пожалуй, об этом мечтает каждый меломан. Отдавая подчас немалые деньги за наушники, можно столкнуться с неприятным сюрпризом: музыку-то слышно, но и все остальное слышно не хуже! Все дело в шумоподавлении.

Зачем нужно шумоподавление?

Шумоподавление буквально отделяет вас от окружающего мира. Ив некоторых ситуациях оно – не только прихоть аудиофила, но и необходимость.

В долгих поездках шумоподавление бывает единственным спасением от неудачных попутчиков, галдящих детей и просто окружающего гула. И если раньше каждый турист или командировочник имел на этот случай в сумке беруши, то с современными наушниками можно не отправлять себя в полный вакуум, а слушать аудиокниги, лекции, музыку, но при этом полностью абстрагироваться от происходящего вокруг.

С шумоподавлением вам не придется выкручивать громкость музыки на максимум, чтобы отключиться от внешнего шума. Вы сможете слушать песни или книги даже на небольшой громкости, при этом окружающий гул вам не помешает.

Пригождаются наушники с шумоподавлением и в офисе. Знакома ситуация, когда громкие обсуждения коллег мешают работать, а гул компьютеров или писк бесперебойников просто бесят? Особенно это актуально для современных офисов типа open space, когда в одном помещении набито несколько десятков человек сразу. Сконцентрироваться на серьезных задачах в такой атмосфере не то что сложно, а иногда и вообще невозможно.

Наверно, самая частая причина поисков наушников с изоляцией — это город. Машины, метро, поезда, люди — многим из нас все это мешает, отвлекает, вызывает психическое и нервное напряжение. Когда возвращаешься уставший с работы и впереди полтора часа езды в метро — последнее, чего бы хотелось — это слушать резкий и раздражающий грохот и гомон.

Однако в любой из ситуаций помните еще и о технике безопасности. Если в офисе вам вряд ли что-то угрожает, то на улице бывает немало опасных и внезапных ситуаций, где ваш слух может буквально спасти вам жизнь. Поэтому если вы ищете шумоподавление для города, то либо постоянно оглядывайтесь по сторонам и ходите строго в безопасных местах, либо не выбирайте модели с абсолютным поглощением звука.

Пассивное шумоподавление

Существуют всего два вида шумоподавления — активное и пассивное. Пассивное реализуется за счет конструкции наушников. Амбушюры, материалы, посадка — все это влияет на степень «отключки» от мира.

Внутриканальные наушники

Самый простой и доступный вариант — внутриканальные, вакуумные наушники. Даже самые простые и бюджетные модели уже неплохо защищают от шума. По сути, они работают так же, как беруши — погружаются в слуховой проход, блокируя звук. Здесь прежде всего играет роль материал накладок-амбушюр и плотность фиксации в ушном проходе.

Силикон — мягкий, гибкий материал, хуже всего защищает от звука. Существуют двух- и трехконтурные модификации силиконовых амбушюр, которые со своей задачей справляются уже намного лучше. Они вставляются намного глубже стандартных накладок, и каждый контур плотно изолирует от звука. Но многим людям накладки «елочки» оказываются некомофртными как раз из-за глубины погружения и анатомических особенностей строения внутреннего уха.

Пена шумоизолирует намного эффективнее. Пеноматериал бывает разным по плотности, и чем плотнее — тем сильнее подавление внешних звуков. Однако пенные амбушюры дороже силиконовых, гораздо быстрее изнашиваются, их нужно постоянно менять. К тому же пена не обладает гибкостью, садится в ухо жестко. Для кого-то это дело привычки, но для некоторых пользователей после податливого и мягкого силикона пена покажется, как пробка в ухе.

Кастом — тут без вариантов шумоизоляция будет на высоте. Некоторые бренды наушников предлагают в буквальном смысле изготовить наушники и амбушюры по слепку вашего внутреннего уха. Тогда наушники войдут идеально, сидеть будут плотно, никаких «вражеских» звуков вы не услышите. Как не трудно догадаться, единственный недостаток — высокая цена такого удовольствия.

При выборе любого материала, во внутриканальных наушниках самым главным остаются анатомические особенности и размер накладок. Амбушюры должны быть подобраны так, чтобы вам было комфортно. Даже самая плотная пена, если она будет постоянно выпадать из уха, не даст вам желаемого эффекта. То же самое и в обратную сторону — никакая крутая шумоизоляция не принесет вам удовольствия, если накладки будут давить и натирать ухо.

Накладные наушники

Здесь нам важен не только материал амбушюр, но еще и конструкция чашек и сила прижатия к голове.

Материал и жесткость амбушюр — это не только про шумоизоляцию, но еще и про комфорт и экологичность ношения. Слишком жесткие амбушюры не дадут плотного прилегания по форме уха, да к тому же будут давить, натирать и всячески мешать. Особенно, если при этом еще и оголовье слишком тугое. В лучшем случае вам будет неудобно, в худшем — готовьтесь к головным болям, дискомфорту и будущим заболеваниям ушей. Амбушюры должны быть максимально мягкими и пышными, нигде не давить, но, в то же время, плотно «обнимать» ваше ухо.

Если мы говорим о плотности прилегания «ушей» к телу, то одним из важнейших факторов выбора является материал. Особенно, если вы находитесь в наушниках по несколько часов подряд или даже целыми днями. Из материалов стоит отдать предпочтение натуральной коже либо дорогой синтетике, похожей на натуральную ткань. Они сами по себе неплохо заглушают шумы, но к тому же «дышат» — сохраняют циркуляцию воздуха. Бюджетная искусственная кожа, силикон или, того хуже, резина — сразу нет. Готовьтесь к тому, что уши будут уставать, преть, чесаться. Повышается риск развития грибка ушей, вылечить который очень сложно.

Открытые или закрытые чашки? Конечно, овальные, большие и мягкие чашки, полностью закрывающие ухо — намного лучше. Тут и без активного шумоподавления погружаешься в тишину. Открытые могут неплохо защищать от фонового гула, но шумоподавление будет намного хуже закрытых.

Вкладыши

Тут все просто — сама по себе конструкция вкладышей не подразумевает никаких наворотов для пассивного шумоподавления. Какие-то наушники будут чуть лучше, с какими-то вы будете слышать вообще все и сразу. Но точно одно — вкладыши не идут ни в какое сравнение с внутриканальными и, тем более, накладными.

Активное шумоподавление

Тяжелая артиллерия для противников окружающего мира — активное шумоподавление. Оно реализовано уже не конструкцией наушников, а цифровой схемой. Микрофон «ловит» внешние шумы и воспроизводит их в противофазе. Таким образом, звук гасится о свое отражение, и остается только тишина. В идеальном мире с активным шумоподавлением вы не слышите вообще ничего. На практике дело обстоит немножко иначе.

Тип микрофона влияет на то, какие именно шумы будут улавливаться. Внешний микрофон реагирует на средние и высокие частоты — например, хорошо гасит голоса, другую музыку, звук телевизора. Внутренний микрофон чувствителен к нижним частотам, но почти не фиксирует высокие и средние.

Во внутриканальных наушниках активное шумоподавление всегда с внешним микрофоном. Микрофон может располагаться как на самых «ушках», так и в виде дополнительного блока на проводе. Блок может быть неудобен из-за дополнительной тяжести, которая мешает проводу свободно «болтаться» во время движения. Микрофон на самих наушниках несколько их утяжеляет — они могут начать выпадать из ушей. Как мы уже выяснили, внутриканальные наушники эффективно справляются с высокими и средними частотами. Но басовитые шумы и гул могут все-таки пройти.

Накладные наушники могут быть оснащены как внутренним, так и внешним микрофоном. Или обоими сразу. А еще их может быть даже больше, чем два, и тогда можно получить совершенный вакуум, даже не включая никакую музыку. Просто надеваете наушники, включаете шумоподавление — и совершенная тишина с вами. Однако количество и качество микрофонов напрямую влияет на цену. Наушники с двойным микрофоном обычно дороже. Но и их эффективность выше. Во время выбора накладных наушников с активным шумоподавлением протестируйте их звучание в обоих режимах — с включенным и выключенным шумоподавлением. У некоторых моделей звучание может сильно меняться, и для тонких ценителей это станет существенным недостатком.

Учитывайте, что активное шумоподавление намного быстрее разряжает аккумуляторы беспроводных наушников.

Лучший способ потратить деньги эффективно — понять, какие шумы вас раздражают больше всего и насколько. Иногда и пассивного шумоподавления вполне хватает для комфорта, либо же совсем незачем искать дорогие накладные наушники на два микрофона и больше. Самый идеальный вариант — придите в магазин и померьте несколько моделей. Попросите консультанта или друга поговорить с вами, крикнуть, выгляните с ними на улицу. Комфортно в носке, ничего не слышно? Берем! И помните, что даже при самом навороченном активном шумоподавлении самое главное — чтобы вам было удобно.

разбираемся с системой активного шумоподавления в наушниках / М.Видео-Эльдорадо corporate blog / Habr

Кому не хочется отключиться от внешнего мира и спокойно наслаждаться любимой музыкой, не искажаемой шумом автомобилей или поездов, бесконечными разговорами соседей по вагону и общим гулом мегаполиса? Можно выкрутить звук на максимум, вставить поглубже в уши «капельки» или, например, использовать наушники с активным шумоподавлением. Последние, несмотря на более высокую стоимость относительно обычных вкладышей или накладных наушников, продолжают набирать популярность. Но насколько они безопасны и так ли хорошо работают? Попробуем разобраться.

Принцип работы системы активного шумоподавления был предложен еще в 30-х годах прошлого века и с тех пор не претерпел существенных изменений. Основная идея проста: система улавливает внешние шумы, а затем инвертирует их и воспроизводит в противофазе. Таким образом происходит взаимовычетание фазы и противофазы окружающего шума, благодаря чему и снижается его уровень.

Реализация такого рода системы для мониторных наушников предполагает, что на внешней стороне чашек устанавливаются микрофоны. Они улавливают окружающий шум, затем система инвертирует его и передает на динамики.

Так как обязательными компонентами системы являются усилитель и преобразователь, она не может работать без источника питания, коим обычно выступает аккумулятор. При этом многие старые модели не функционируют при отключенном «шумодаве»: как только аккумулятор разряжается — музыка прекращается. В современных наушниках система обычно позволяет пустить сигнал в обход «шумодава» и слушать музыку, не задействуя аккумулятор.

Denon AH-NCW500. Все компоненты системы шумоподавления поместились в чашечках этих наушников

Кстати, именно за счет встроенного усилителя некоторые модели наушников при включенной системе шумоподавления могут играть более качественно, чем без нее. Ведь наушники с «шумодавом» чаще всего используются со смартфонами либо с портативными плеерами. Выходная мощность у таких устройств, как правило, невелика, да и качество встроенных усилителей не самое лучшее. Соответственно, по максимуму использовать наушники они не дают.

Усилитель в системе шумоподавления дополнительно работает в этом направлении. Отсюда и более высокое качество звука.

Вставные беспроводные Bose QC-30. Часть компонентов системы шумоподавления вынесена в эргономичную дужку

Эффективно?

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.

Уровень отсечения шумов Bose QC-25 с выключенной (зеленая линия) и включенной (сиреневая линия) системой шумоподавления. Источник: lifewire.com

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.

Sony MDR-1000x

Безопасно?

Казалось бы, технология активного шумоподавления — штука безобидная. Тем не менее, интернет-пользователи активно интересуются вопросом, не вредна ли она для слуха, да и для здоровья в целом? Соответствующее обсуждение есть, к примеру, на известном аудиофильском форуме head-fi, где порой высказываются занятные предположения на этот счет. Официальные научные исследования на эту тему не проводились, но в целом преобладает мнение, что особых поводов для беспокойства нет.

Тогда откуда страхи? Дело в том, что отдельные пользователи отмечают у себя симптомы того, что можно назвать индивидуальной непереносимостью «шумодава». Кое-кто жалуется, что достаточно продолжительное использование наушников с системой шумоподавления вызывает у него головную боль, головокружение и даже приступы тошноты.

Об истинных причинах говорить сложно. В отдельных случаях головокружение и боль могут возникать из-за длительного прослушивания музыки, слишком сильного прижима чашечек наушников к голове и других эргономических нюансов, а списываться пользователем на работу «шумодава».

Но виноватым может оказаться и сам «шумодав». По одной из версий, причиной головной боли и головокружений является диссонанс между картинкой и звуком. Ведь при использовании наушников с системой активного шумоподавления пользователь слышит не то, что видит. К примеру, если человек в таких наушниках выйдет на улицу, почти все органы чувств будут сигнализировать мозгу о том, что его хозяин движется, а вокруг шумят. При этом слух будет сообщать о практически полной тишине и покое. Мозг не всегда может адекватно сопоставить информацию, что приводит к дискомфорту.

Второе предположение специалисты основывают на том, что «шумодав» в процессе работы сам в значительных количествах производит низкочастотные колебания. Эти колебания воздействуют на вестибулярные рецепторы, соединенные с волосками внутреннего уха, что вносит смуту в работу вестибулярного аппарата и, как вариант, вызывает головную боль или головокружение у пользователя.

Как показывает практика, случаи неприятия организмом «шумодава» достаточно редки. Но стопроцентную уверенность можно приобрести, только если протестировать гаджет самостоятельно. Например, одолжив у знакомых.
Важно, что некоторые пользователи, поначалу столкнувшись с «непереносимостью», постепенно привыкли к устройству и перестали испытывать дискомфорт.
А посему, если после первого прослушивания у вас вдруг заболела или закружилась голова, не отчаивайтесь — попробуйте дать своему организму время адаптироваться к наушникам. Если есть такая возможность — постарайтесь протестировать их хотя бы в течение пары дней.

Качественные беспроводные наушники с системой шумоподавления Sennheiser Momentum 2.0 Wireless

Альтернатива?

Система активного шумоподавления — не панацея, чтобы оградить себя от стороннего шума, можно воспользоваться альтернативными вариантами. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Первый — IEMs, или внутриканальные наушники. Это по сути те же наушники-капельки – только гораздо более высокого класса. Они изготавливаются в основном на базе арматурных излучателей, которые обеспечивают очень точное и детальное воспроизведение музыки, и при этом за счет конструкции демонстрируют очень высокий уровень отсечения внешнего шума.

Обратной стороной является специфичная посадка наушников в ухе у большинства моделей. Не всем она покажется комфортной, что хорошо видно в этом видеоролике. Также IEM очень требовательны к качеству источника — вместе с мельчайшими деталями фонограмм они с успехом раскроют и все «косяки» аудиотракта. Такие наушники лучше использовать со специальным аудиофильским плеером.

Уровень шумоизоляции у арматурных наушников Etymotic ER-4s, Shure SE-535 и Klipsch X10i. Источник: www.headphone.com

Второй вариант — без «шумодава», но с хорошей звукоизоляцией. Если ваши требования к шумоизоляции не экстремально высоки, вероятно, вам хватит и просто наушников с достаточно герметичной посадкой, специально «заточенных» под использование в шумных условиях. По сути это «золотая середина» между обычными наушниками и моделями с «шумодавом».

Правда, и здесь есть свои «но». Во-первых, большинство моделей оснащается плотными кожаными амбушюрами и обладает большой силой прижима чашек —
эргономика у них довольно спорная. Во-вторых, многие из них созданы специально для диджеев — отсюда специфичное звучание с мощным басом и просаженными средними частотами.

Beyerdynamic T5p. Аудиофильские портативные наушники с высоким уровнем шумоизоляции

У самой технологии активного подавления шумов также есть свои недостатки. Основных два: необходимость заряжать аккумулятор и более высокая, в сравнении с наушниками без «шумодава», цена. Еще один момент — идущий по улице человек в таких наушниках может не услышать приближение транспорта и подвергнуть себя опасности, но это бич любого гаджета, закрывающего уши, без привязки к технологии.

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

Активное шумоподавление — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 ноября 2017; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 ноября 2017; проверки требуют 9 правок. Графическое изображение активного шумоподавления

Активное шумоподавление — это способ устранить нежелательный шум с помощью наложения специально сгенерированного звука.

Звук — это P-волна, которая состоит из двух стадий: сжатие и разрежение. Шумоподавляющий динамик издаёт звуковую волну с той же амплитудой, но с перевернутой фазой (антифаза) исходного звука. Волны в процессе интерференции смешиваются в новую волну и подавляют друг друга.

• 1934 — Первый патент на систему управления шумом был выдан изобретателю Полу Люгу (Paul Lueg). Номер патента США — 2,043,416. В патенте описано как погасить синусоидальные сигналы и произвольные звуки в области вокруг громкоговорителя путём инвертирования полярностью.^[1]
• 1950-е — Фогель^[en] создал системы подавления шума в вертолётах и кабинах самолётов. Патенты США: 2,866,848; 2,920,138; 2,966,549.
• 1957 — Уиллард Микер разработал схему и рабочую модель системы активного шумоподавления, которая применяется в накладных наушниках. Она подавляла шум на полосе частот от 50 до 500 Гц с максимальным затуханием около 20 дБ.^[1]
• 1986 — Дик Рутан и Джина Игер использовали прототип гарнитуры, построенный профессором Массачусетского института доктором Амаром Боуз (Bose), во время своего беспосадочного полёта вокруг Земли.^[2][3]

Особенности выбора наушников с шумоподавлением

Будете ли в большей степени слышать грохот железнодорожного вагона или звучание любимой композиции — напрямую зависит от степени и качества шумоподавления ваших наушников. Как можно избавиться от внешних шумов и главное и стоит ли это делать?

Где и когда нужно шумоподавление

Наушники с шумоподавлением обычно рекомендуются к использованию в долгих поездках. Типичный рекламный плакат – хорошо одетый мужчина средних лет в бизнес-классе самолета. На международных рейсах в поле зрения обязательно попадается пара человек, надевающих на голову наушники «шумодавы» сразу после взлета. Если подумать, то самолет или, скажем, поезд – далеко не единственная причина использовать наушники с шумоподавлением. В метро бывает не менее шумно, да и просто находясь на оживленной городской улице, сложно слушать музыку, игнорируя шум проезжающих мимо машин. Еще более интересная история – использование таких наушников в помещениях. Зачем? Ну, скажем, дома можно слушать музыку и не слышать при этом работающий телевизор. А в офисе, который днем жужжит, как улей, можно спокойно и сосредоточенно поработать в условиях тишины и комфорта. И пусть коллеги завидуют вашему спокойствию!

Хотите остаться в тишине и одиночестве когда вокруг шум и бардак? Обзаведитесь хорошими наушниками с шумоподавлением. Нет лучшего средства на время «выключить звук».

Обязательно ли покупать наушники с активным шумоподавлением

Шумоподавление в наушниках может быть как активным, так и пассивным. Начнем с более простого – пассивного. В случае использования наушников закрытого типа, которые входят в уши достаточно плотно, можно уже получить неплохой уровень изоляции шумов.

В случае с внутриканальными наушниками, улучшить шумоизоляцию помогут насадки из пеноматериала. Но не все, а только специальные, более плотные, с повышенной изоляцией шумов. Среди силиконовых насадок нельзя не упомянуть двух- и трех-контурные «елочки». Но не стоит забывать, что они подойдут не всем по физиологическим, а иногда и психологическим причинам. Чтобы получить эффект от елочек, нужно вставить их достаточно глубоко в слуховой проход; силиконовые лепестки при этом должны создать внутри как минимум два контура шумоизоляции.

Силиконовые насадки классической формы с заполнением внутреннего пространства пеной или гелем также могут быть весьма эффективны. Гелевые – более плотные и упругие, однако они вызывают дискомфорт при длительном ношении, если размер вам, хотя бы немного, не подходит. Вообще, в вопросе изоляции внешних шумов правильный подбор насадок внутриканальных наушников играет ключевую роль. Кроме того, что чрезмерно большие и маленькие головные телефоны не будут держаться в ушах, нужно точно подбирать их размер и форму. Если производитель наушников сэкономил и не положил в комплект достаточный выбор насадок, найдите альтернативные варианты и уделите время выбору подходящих. Про особенность выбор амбюшур для наушников у нас был отдельный материал – обязательно почитайте!

Наградой будет не только тишина и комфорт при длительном ношении, но еще и более чистый звук с улучшением глубины и насыщенности басового диапазона. А самое главное – чем эффективнее насадки, тем меньше поводов увеличивать громкость плеера, музыка и так будет хорошо слышна.

Таким образом, внутриканальные наушники закрытого типа и правильно подобранные насадки – это уже отличный способ избавиться от внешних звуков и защитить слух от перегрузки громкой музыкой.

А что насчет обычных накладных наушников

Большие наушники закрытого типа с накладными или охватывающими уши амбушюрами тоже могут похвастаться высокой степенью пассивной изоляции внешнего шума. Разобраться, какие из них могут сделать это лучше других, довольно просто. Во-первых, они должны быть закрытого типа, мягкими, пышными или с высокотехнологичным пенным наполнителем, реагирующим на тепло. И во всех случаях предпочтительный материал отделки амбушюр – максимально мягкая кожа, а предпочтительная форма – овальная. Такие наушники даже без активного шумоподавления весьма эффективно устраняют внешние шумы.

Как работают внутриканальные наушники с активным шумоподавлением

Наушники с шумоподавлением – это не обязательно большие «лопухи», внутриканальные тоже бывают. Принцип работы активного шумоподавления прост. На наушнике располагается микрофон, который регистрирует шумы, попадающие извне, и добавляет их в воспроизводимый аудиосигнал в противофазе. Наложение внешнего шума на его перевернутую версию дают в сумме тишину. А музыка при этом остается нетронутой. Ну, или почти нетронутой.

Внутриканальные наушники с шумоподавлением – довольно редкая вещь, но все же они существуют. Возможной причиной их непопулярности является блок с батареей и процессором, обрабатывающим звук. Он довольно крупный, тяжелый, выглядит и весит как mp3-плеер. Однако такие наушники могут быть весьма эффективны, особенно при правильно выбранных насадках. А основное их преимущество – в них можно спать, например, в самолете или междугороднем автобусе: нет ни оголовья, ни больших чашек, мешающих удобно прилечь.

Особенности накладных наушников с активным шумоподавлением

Элита и тяжелая артиллерия в вопросах подавления шумов – накладные и полноразмерные наушники. В отличие от внутриканальных, микрофон у них может быть установлен не только снаружи, но и внутри чашек. Наружный микрофон более эффективен на высоких и средних частотах, а микрофон внутри имеет больше возможностей в плане подавления низкочастотных шумов, но теряет эффективность с повышением частоты. Иными словами, наушники для самолета и метро должны иметь микрофон внутри чашек. А чтобы защититься от назойливого телевизора или болтливых коллег по офису – лучше выбрать накладные наушники с микрофоном, установленным снаружи или внутриканальные «шумодавы».

Самые совершенные и, соответственно, самые дорогие наушники имеют микрофоны снаружи и внутри. Иногда таких микрофонов бывает даже несколько, и если производитель нигде не сплоховал, эффект получается потрясающий. Почти как в безэховой камере. Определитесь, от каких шумов вы собираетесь избавиться в первую очередь. Это поможет решить проблему без покупки сверхдорогих многомикрофонных моделей.

Технические подробности таких устройств

Наушники с активным шумоподавлением, с технической точки зрения, штука несложная, но свои особенности есть. Некоторые производители, например, встраивают функцию, позволяющую слышать окружающие звуки, не снимая наушников. Внешние микрофоны начинают работать в обратном режиме, то есть передавать в наушники все внешние звуки, и вы сможете, допустим, поговорить с человеком не снимая наушников, или включить звук, чтобы услышать объявление, звучащее в самолете.

Производители наушников класса Hi-Fi превращают наушники с шумоподавлением в активную модель. Встроенный усилитель с питанием у них уже есть, осталось сделать его качественным, а систему подавления шумов – отключаемой. В результате мы получим еще и функцию активных наушников, которые будут одинаково легко согласовываться с любым смартфоном или плеером, поскольку не зависят от мощности встроенного в них усилителя. Читайте спецификации внимательно. Некоторые наушники с шумоподавлением получили функцию активного режима не в дополнение, а вместо обычного пассивного.

В чем минусы наушников с шумоподавлением

Во-первых, только самые высокотехнологичные и дорогие наушники способны создать нечто похожее на полную тишину. Большинство систем шумоподавления эффективно лишь в части слышимого диапазона частот. Например, в самолете вы не услышите гул, но вполне сможете разобрать речь собеседника, не снимая наушников, или, наоборот, голос будет едва различим, но верхне- и низкочастотные шумы потревожат ваш слух.

Во-вторых, довольно часто сами наушники шумят. Да-да, именно так: шумодавы шумят. Схема шумоподавления по сути является усилителем, который может генерировать высокочастотный шум от едва различимого в дорогих моделях, до хорошо слышимого шипения в моделях попроще.

В-третьих, – изменение характера звучания. Большинство наушников с шумоподавлением имеют кнопку выключения и способны работать в пассивном режиме. Так вот, наушники со включенным и выключенным шумоподавлением – это две совершенно разные по характеру звучания модели.

В-четвертых, это питание. Все наушники с активным шумоподавлением работают либо на аккумуляторах, либо на батарейках. Даже если вы пользуетесь мобильным аккумулятором, способным подзарядить любой гаджет на высоте 10000 метров над землей, рекомендуются модели со сменными батарейками (обычно речь идет о стандартных «пальчиковых» типа АА или ААА). Зарядка встроенного аккумулятора требует времени, а батарейки можно просто заменить и продолжить пользоваться наушниками.

За исключением дорогих моделей, наушники с шумоподавлением – это компромисс между акустическим комфортом и качеством звучания в пользу первого.

Вопрос полезности наушников с подавлением шумов, на наш взгляд, имеет однозначный ответ. Если вы хотя бы иногда летаете самолетом или находитесь в шумном помещении – это однозначно нужная вещь. В условиях оживленной городской жизни тишина – крайне ценная субстанция. Психологи и врачи говорят, что она полезна и даже необходима для здоровья. 

как работают и как выбирать

Выбор наушников – не такое уж простое занятие, и об этом я могу сказать на собственном опыте. Моделей много: и дешевые из Китая, и дорогие, известных фирм. Их цена связана с техническими характеристиками. Чаще всего в магазинах встречаются закрытые наушники с шумоподавлением. Используя их, можно ощутить не только чистое звучание летнего дождя, моря или прекрасного голоса исполнителя, но и головную боль. Вредно ли использовать такой агрегат, как правильно его выбрать? Постараемся ответить на эти вопросы.

САШ: когда она появилась и как работает

Создатели устройства задумались о портативном приборе для музыки в середине 20 века. В 1979 году Sony создали первый кассетный плеер, в 1984 – с СD-дисками, а в 1998 году — МР3. Эти устройства немыслимы без наушников, поэтому и они стали совершенствоваться.

Система активного шумоподавления возникла еще в 1940-х годах. Тогда ученый Пол Люг провел эксперимент с действием синусоидальных сигналов. В 1950 году Л. Фогель применил САШ для самолета.

Наушники-шумодавы появились в 1957 году, когда У. Микер смог устранить шум в 50-500 Гц. С 1980-х годов они применяются в авиации.

Принцип действия системы не сложен: каждый звук является волной, которая отражается. Ответная волна подавляет исходную.

Принцип шумоподавления

Внутри наушников с шумоподавлением есть микрофоны, которые измеряют шумовой уровень. В итоге преобразованный сигнал поступает на главный динамик, где противодействует шуму. Лишние звуки убираются, а звучание музыки не меняется.

Виды наушников с системой шумоподавления

Все противошумные устройства для прослушивания музыки относятся к одной из трех категорий:

1. Вкладыши с блоком-шумодавом на кабеле.
   Уровень изоляции от шума у них небольшой, поэтому и цена самая доступная.
2. Беспроводные наушники.
   Их система питания находится за «ошейником». По факту провода имеются для соединения драйверов с устройством, но к гаджету прибор подсоединяется через блютуз. Их минус – небольшая автономность, т.к. они работают на мини-аккумуляторах с низкой емкостью. Они уступают моделям с простыми батарейками.
3. Полногабаритные.
   Изготовители поставили на первое место высокое качество звука, а шумоподавляющие свойства – всего лишь дополнительный бонус. Обычно они крупные и дорого стоят, поэтому встречаются не везде.

Достоинства и недостатки наушников с активным шумоподавлением

Изготовителям устройства пришла мысль использовать внешний микрофон по назначению. Поэтому в некоторых моделях не только убирается шум, но и транслируется звук во внешнюю среду. Так можно через гарнитуру вести разговор с другим человеком и безопасно переходить дорогу с наушниками шумодавами.

Другой плюс – встроенный усилитель, выдающий звук более высокого качества.

К минусам наушников с системой шумоподавления относится то, что они подходят не каждому пользователю.

Есть 3% людей, для которых они не пригодны

Об этом мы расскажем ниже. Другая проблема заключается в том, что владельцу устройства в уши поступает музыка, внешние звуки, и еще «антишум», что вместе негативно влияет на барабанные перепонки и провоцирует головные боли. Читайте также

Противошумные наушники
Противошумные или защитные наушники – обязательный атрибут для каждого мастера, работающего в шумных условиях….

 

Советы по выбору лучшего устройства

Моделей с изоляцией от внешних звуков — сотни. Но выбрать лучшие наушники с шумоподавлением можно по нескольким критериям:

1. Вид устранения шума.
   Об этом уже говорилось: активное подавление убирает посторонние звуки с помощью новых технологий, пассивное же просто заглушает шум. Поэтому в данном случае лучшие наушники – с активным шумоподавлением.
2. Строение.
   Выбрать вкладыши, затычки с шумоподавлением, bluetooth-наушники или полноразмерную конструкцию, решать только вам. Резкой разницы в звучании между ними сегодня нет, поэтому ориентируйтесь на эстетику и комфорт. К примеру, мне больше нравится вставной вариант, поскольку накладные подобрать под размер головы трудно, а звук от вкладышей слышен посторонним.
3. Способ подключения.
   Беспроводные наушники мобильны и лишние кабели не мешают движению, но они и дороже. Проводные — более экономичные и надежные, могут работать без подзарядки.
4. Качество звука.
   ТТХ устройства нужно учитывать, но они не всегда указаны достоверно. Проверьте, как работают наушники, еще до покупки и определитесь, не учитывая, что написано в инструкции.

Непереносимость системы активного подавления шума.

Не волнуйтесь о том, что вам нельзя пользоваться шумодавами. Людей, которым это противопоказано, всего 3%. Они чувствуют головную боль сразу, как только прослушают музыку в таких наушниках, поскольку страдают синдромом непереносимости шумоизоляции. Он напоминает морскую болезнь, когда человеку кажется, что вокруг тишина, но органы чувств предупреждают мозг об опасности.

Как избежать бесполезного приобретения

Обзор наушников с шумоподавлением позволяет сделать вывод, что это самое выгодное устройство для прослушивания музыки. С ними вы получите безопасную громкость, комфорт и высокую детализацию звука. Но заранее узнать, как отразится прибор именно на вашем здоровье, нельзя. Поэтому, прежде чем отдать свои заработанные, попросите устройство у знакомых на некоторое время, воспользуйтесь им 2-3 часа и сделайте вывод о реакции вашего организма.

Если вы приобрели первые попавшиеся наушники, а потом выяснили, что они вам не подходят, то вспомните о статье 502 ГК РФ и законе «О правах потребителя» от 07.02.1992. Согласно этим нормативным актам, покупатель вправе в течение 2 недель вернуть в магазин товар, который его не устроил. Чтобы избежать конфликта с продавцами, заранее обсудите с ними этот вопрос.

 

Великий маркетинговый обман? Почему шумоподавление в наушниках – это миф

Любой здравомыслящий человек понимает, что реклама врет. Любая и всегда. Полтора века назад «патентованныя парижскiя капли для леченiя ипохондрiи» не лечили абсолютно ничего, а возможно, еще и немножечко вредили. Сегодняшний «уникальный собачий корм с кусочками утиной печени» не содержит ни единого фрагмента настоящей утки, за исключением случайно залетевших перьев (скорее всего, куриных). И с рекламой современных hi-tech-гаджетов происходит ровно то же самое.

О великих обманах – в колонке нашего обозревателя Николая Гринько.

Фото: depositphotos/bodnarphoto

Вспомните, сколько раз вам говорили, что смартфон нового поколения «делает идеальные фотографии!», и все равно ровно через год появляется следующий, у которого «камера еще лучше». Отдельного внимания в этом вопросе заслуживают наушники – за последнее десятилетие этих гаджетов появилось столько, что разбегаются и глаза, и уши.

Маркетологи всех мастей слаженным хором поют дифирамбы новейшим системам шумоподавления. Эксперты различного масштаба проводят тесты наушников и рассказывают, как здорово они отсекают окружающий шум. Рекламные ролики показывают, как измученный пользователь надевает такие наушники в грохочущем метро или посреди океанского шторма и вдруг оказывается в мире кристальной тишины и волшебных звуков чарующей музыки студийного качества.

Сначала необходимо разобраться в том, как же работают системы активного шумоподавления. Для снижения уровня нежелательных звуков они используют эффект противофазы. Каждый такой наушник оборудован динамиком, собственным чипом и микрофоном. Микрофон улавливает окружающие звуки и отправляет их в слуховой канал, но перед этим чип обрабатывает их, инвертировав фазу. Все мы помним, что звук – это волна, и на экране компьютера он чаще всего выглядит, как извилистая линия, синусоида. Если перевернуть эту синусоиду «вверх ногами», то в том месте, где у нее выступающий «горб», появится «ямка». Это и есть инвертирование фазы. Самое интересное, что если сложить два сигнала – обычный и инвертированный, то они взаимно уничтожат друг друга, дав на выходе тишину.

Но так происходит только в идеальных, лабораторных условиях. В реальности на пути этого процесса возникает столько преград, что результат чаще всего получается очень далеким от идеала. Может быть, ввсы знаете, как выглядят студийные микрофоны: они довольно крупные и тяжелые. Такие размеры и масса нужны для того, чтобы микрофон воспринимал как можно больший частотный диапазон, от самых низких до самых высоких звуков.

Фото: depositphotos/sergey_causelove

А теперь вспомните, какого размера бывают потребительские наушники, особенно «вкладыши», за миниатюризацию которых сейчас активно бьются производители.

Даже если представить, что противофаза действительно сработает на все сто, она сможет приглушить только эти самые среднечастотные звуки, но самые низкие и самые высокие частоты останутся нетронутыми. Для того чтобы система могла эффективно улавливать большинство звуков хотя бы в воспринимаемом человеком диапазоне, каждый наушник должен быть размером с мужской ботинок – только так в корпус можно будет поместить чувствительный микрофон, систему обработки, высококачественный динамик и аккумулятор, способный все это питать.

Но и это еще не все. Производители наушников стыдливо умалчивают о том, что далеко не все окружающие звуки проникают к барабанным перепонкам через ушные раковины. Наше тело – тоже проводник звука, пусть и не очень хороший. Огромная часть шумов проникает в нас через кости черепа, и это как раз в основном звуки низкого частотного диапазона. Как бы прекрасно ни работал шумодав, он ничего не сможет сделать со звуками, воздействующими на перепонку с обратной стороны. Да, они намного тише, но они все равно есть.

Есть и другие причины, почему шумоподавление не работает так, как хотят маркетологи. Например, для того чтобы гарантированно заглушить звук, нужно, чтобы инвертированный сигнал поступал абсолютно синхронно, что называется, «момент-в-момент». Но достичь этого ни одна система не способна – время тратится на запись, обработку и воспроизведение сигнала. Кроме того, не учитываются возникающие гармоники и резонансы, которые система не в состоянии отследить.

Удивительно, что большинство пользователей не понимают, что шумодав не работает так, как заявлено. А для немногих недовольных у производителей всегда есть железобетонная отмазка: они списывают это на индивидуальные особенности некоторых пользователей и даже заверяют, что таких людей до 10 процентов. Вы слышите окружающий шум? Так это же прекрасно! Вы – редкий счастливчик со слишком хорошим слухом! И все счастливы.

Хотя…