+7 495 665 08 52

+7 495 508 19 83

Система активного шумоподавления


Как работает активное шумоподавление в наушниках | Наушники | 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.

Активное шумоподавление (АНК) | АМС

английский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • Английский
  • инвестор
  • Карьера
  • Новости
  • События
  • Блог
  • контакт
  • Вход в систему
Английский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • Английский
  • Вход в систему
Продукты
  • Продукты
  • 3D-зондирование
    • 3D-зондирование
    • все еще
    • пользователя
    • регистрируют
    • Стереоскопическое изображение
    • Структурированное световое освещение
  • Аудио
    • Аудио
    • Все аудио
    • Активное шумоподавление
    • Интерфейс связи питания
  • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображения CMOS
    • Все
    • Датчики изображения CMOS
    • Датчики изображений CMOS Датчики сканирования зоны
    • Линейные датчики сканирования
    • Миниатюрные модули для фотоаппаратов
  • LiDAR
  • Датчики света
      9000 3 Датчики освещенности
    • Все датчики освещенности
    • Датчики окружающего освещения
    • Датчики окружающего освещения и определение приближения
    • Цветовые датчики
    • Цветовые датчики и определение приближения
    • Жест, Цветовые датчики и определение приближения
    • Относительная частота Linear Array
    • Proximity
    • Spectral Sensing
  • Health & Health Sensing
    • Health & Health Sensing
    • All Health & Health Sensing
    • Medical Imaging
    • Точка медицинского обслуживания Диагностика
    • Vital Signing
    • 9008
    • Датчик жизненно важных функций
    • Датчики
      • позиционные датчики
      • все позиционные датчики
      • угловое положение на оси
      • индуктивное управление двигателем
      • линейное положение
      • Поставщики магнитов
      90 003 Управление питанием
      • Управление питанием
      • Все Управление питанием
      • Повышающие преобразователи постоянного тока
      • Зарядные насосы постоянного тока
      • Драйверы светодиодов
    .
    объясненных типов технологии активного шумоподавления (ANC)

    Технология активного шумоподавления (ANC)

    является основным элементом современной индустрии наушников. Несмотря на то, что это функция более высокого уровня, она больше не предназначена для самых дорогих наушников. Фактически, вы найдете широкий выбор наушников и даже настоящих беспроводных продуктов, в которых используется технология шумоподавления. Однако, как часто показывают наши обзоры, не все реализации ANC одинаковы.

    На самом деле, существует довольно много разных способов разработки и внедрения технологии ANC.Каждый из них имеет значение для качества и типа шума, который наушники хорошо подавляют. Мы расскажем о различиях между этими типами и их значении для следующей покупки наушников.

    Активное шумоподавление в двух словах

    Мы уже подробно рассказали о том, как наушники с шумоподавлением работают всесторонне, поэтому обязательно ознакомьтесь с этой статьей, чтобы узнать все подробности.

    Короче говоря, шумоподавление основано на принципе подавления фазы волны.Волны, такие как звук, которые на 180 градусов сдвинуты по фазе или инвертированы друг от друга, компенсируются при сложении вместе. Думайте об этом как о добавлении -1 к 1, и в итоге вы получите ноль. Идея с шумоподавлением состоит в том, чтобы записать фоновый шум, инвертировать шумовой сигнал для создания «шума», а затем добавить его к выходному сигналу, который включает вашу музыку. Анти-шумовой сигнал устраняет фактический фоновый шум к тому времени, когда он достигает вашего уха. Идея на удивление проста и восходит к 30-м годам, но сказать легче, чем сделать.

    Самая большая проблема с шумоподавлением - это достаточно точная фиксация фоновых звуков для обеспечения максимального ослабления. Микрофоны имеют несовершенные частотные характеристики, электронное преобразование создает собственный шум, и фаза сигнала подавления, оставляющая динамик, может не совпадать с фазой шума, когда он достигает вашего уха. Эти системы должны быть точно настроены, но даже тогда вы никогда не увидите 100% отмены.Вместо этого довольно часто встречается шумоподавление в диапазоне от -20 до -30 дБ, что снижает громкость фона в диапазоне от 1/16 до 1/32. Значительное количество.

    См. Также:

    Как работают наушники с шумоподавлением?

    Еще один ключевой момент, который следует учитывать, это то, что шум, который вы слышите внутри и снаружи наушников, сильно отличается. Сравните, например, пассивное шумоподавление закрытых наушников с наушниками. Эта разница в захвате звука существенно меняет качество и возможности активных наушников с шумоподавлением.

    Возникает вопрос: где вы лучше всего располагаете микрофон, чтобы захватывать и подавлять шум? Снаружи наушники, внутри, или, может быть, немного обоих лучше всего работает?

    Прямая связь с активным шумоподавлением

    ANC с прямой связью, возможно, самый простой тип активного шумоподавления. Благодаря технологии обратной связи микрофон (ы) с шумоподавлением размещен снаружи наушников. Это очень удобно для наушников ANC, где ограниченная площадь поверхности для микрофона внутри уха пользователя.

    Feedforward ANC использует цифровой сигнальный процессор (DSP) или другое специальное аппаратное обеспечение для обработки ANC, чтобы сопоставить шумовой сигнал с частотной характеристикой, которую пользователь фактически услышит на внутренней стороне наушников. Тестирование продукта является требованием, чтобы убедиться, что это отображение применяется правильно для максимального шумоподавления. Однако это не так точно, как размещение микрофона внутри чашки уха. Кроме того, свойства шумоподавления немного изменяются между владельцами. Например, свободная посадка может допускать чрезмерный высокочастотный шум, который не учитывается при обработке.

    Размещение микрофона вне наушников имеет свои плюсы и минусы. Внешний микрофон обладает лучшей чувствительностью к шуму, что делает его пригодным для подавления среднечастотных шумов. Как таковой, он может быть использован для изоляции определенных звуков, таких как речь или трафик, для более продвинутых технологий ANC и управления звуком окружающей среды. Тем не менее, ANC с прямой связью более чувствителен к военному ветру и другим высокочастотным фоновым шумам с короткими импульсами. Они могут в конечном итоге усилиться, так как они не подняты внутри наушника для отмены.

    Обратная связь ANC

    Обратная связь АНК является противоположностью прямой связи, с микрофоном, помещенным в ушную чашку или в ухо пользователя с наушниками. Хотя выбор правильного места на этой стороне наушников представляет новый набор трудностей. Основным преимуществом является то, что шум, улавливаемый микрофоном, более точно отражает шум, который слышит пользователь, независимо от точного расположения и подгонки наушников. Вы можете думать об этом как о немного самокорректирующемся в этом смысле.Это также делает наушники более устойчивыми к вой ветра, но устройства могут потерять высокочастотную чувствительность к шумоподавлению, так как меньше этого шума, вероятно, будет проходить через наушники снаружи.

    Для этого типа технологии все еще требуется процессор для фильтрации шума. Например, шумоподавление обратной связи должно быть связано с тем фактом, что звук пользователя также может быть захвачен внутренним микрофоном. Это необходимо отфильтровать, а также скорректировать для частотного профиля наушников при ношении.

    Как и во всех системах обратной связи, существует риск ускоренного усиления. Существует небольшой риск того, что система соберет свой собственный шумовой сигнал и увеличит уровень усиления в попытке его подавления, но на самом деле увеличит количество шума или даже издаст звуки обратной связи. Это очень редко, но может случиться в моделях, которые не принимают адекватных мер предосторожности. Также есть меньше времени на обработку с дизайном обратной связи, так как он работает над аудио уже очень близко к уху.Как таковая, обратная связь ANC наиболее эффективна на низких частотах, которые имеют более длинные волны.

    Hybrid ANC

    Гибридное активное шумоподавление предлагает лучшее из обоих миров. Как вы уже догадались, он объединяет микрофоны с прямой связью и обратной связью и обработку для охвата всех баз.

    Вы получите наилучшее покрытие по частоте затухания шума и самые низкие шансы возникновения проблем с обратной связью благодаря гибридной технологии. Кроме того, гибридный АНК все еще может использоваться для функций шумового окружения и звукоизоляции, сохраняя при этом преимущества точного, адаптированного АНК.

    Недостаток в том, что гибридный АНК дороже. Мало того, что есть два микрофона, но эти микрофоны должны быть высокого качества, чтобы избежать дополнительного шума. Наушники также требуют более мощного специализированного оборудования для обработки дополнительной математики. Разработчики также удваивают все тестирование частоты и производительности, чтобы максимизировать производительность с шумоподавлением. Эти продукты составляют самые дорогие наушники на рынке, но они предлагают ANC самого высокого качества.

    Cirrus Logic

    Почему это важно?

    Несмотря на то, что производители редко рассказывают о тонкостях своей технологии шумоподавления, знание о трех основных типах может помочь в принятии решений о покупке. Если у вас возникли проблемы с обратной связью или недостаточно высокочастотное подавление, вы можете переключиться с обратной связи на тип прямой связи. Кроме того, шумоподавление, которое кажется немного темпераментным, может быть признаком перехода от прямой связи к чему-то другому.Хотя это не является автоматической гарантией качества, отслеживание гибридного ANC должно обеспечить приятную тихую среду для прослушивания без проблем.

    Наконец, следите за нашими графиками производительности с шумоподавлением в наших обзорах. Они дают вам лучшее представление о том, как наушники работают с шумоподавлением, и могут помочь нам сделать вывод о технологиях на борту.

    ,

    Активное шумоподавление (ANC) - JL Audio Help Center

    Активное шумоподавление (ANC)

    -Что это?

    Активное шумоподавление лучше всего описывать как ослабление или уменьшение определенной частоты, испуская ту же частоту из громкоговорителя, но с инвертированной фазой. Инвертированный фазовый тон по существу устраняет нежелательные шумы. Эта технология используется с 1950-х годов в вертолетах и ​​коммерческих самолетах для снижения шума в салоне.Использование программного обеспечения и цифровых сигнальных процессоров позволило в последние годы снизить стоимость этих систем, и в настоящее время во многих новых автомобилях применяется технология активного шумоподавления. Система работает с использованием стратегически расположенных микрофонов по всей внутренней кабине транспортного средства, они будут передавать информацию на бортовой модуль, который, в свою очередь, будет подавать сигнал на динамики автомобиля для противодействия шуму.

    Есть также некоторые производители, которые делают прямо противоположные определенные шумы с помощью этой технологии.Поскольку новые автомобили стали настолько тихими, есть модели, которые усиливают шум двигателя автомобиля через звуковую систему, чтобы сделать процесс вождения более приятным.

    -Почему это важно?

    Большинство этих очень сложных аудиосистем и процессоров, не будучи дерзкими, оставляют желать лучшего с точки зрения качества звука и воспроизведения звука в целом. У большинства автомобилей, использующих эти «высококачественные» и «премиальные» звуковые системы, отсутствует низкочастотный отклик низких частот, который дает истинное чувство музыки, другие имеют очень плоский среднечастотный и высокочастотный отклик, который отнимает душу у нашей любимой музыки.Будучи постоянно востребованными потребителями, мы начинаем искать способы вернуть то, что отсутствует в нашем «премиальном» звуке, но с такой большой обработкой звукового сигнала в автомобиле мир вторичного рынка теперь сталкивается с несколькими препятствиями, чтобы обойти ,

    Добавление сабвуфера в транспортное средство, которое раньше было очень простым процессом, теперь приводит к нежелательным реверберациям от сабвуфера в автомобилях с активным шумоподавлением, поскольку процессор в автомобиле пытается «устранить» нежелательные шумы, которые воспроизводит новый сабвуфер несинфазные частоты.

    Модернизация полного набора динамиков и добавление усилителя послепродажного обслуживания было бы простой задачей для профессионального установщика, но из-за систем ANC установка может быть более сложной, так как в противном случае в любой момент, когда клиент ускоряет свое транспортное средство, возникают ужасные искажения. ,

    -Как мы имеем дело с этим?

    Самый простой ответ - деактивировать систему активного шумоподавления, но иногда это гораздо легче сказать, чем сделать.Отключив систему ANC, мы сделаем салон автомобиля более восприимчивым к окружающему звуку, которого не было с установленным ANC, чтобы преодолеть это, мы используем настоящие методы шумопоглощения, такие как добавление шумопоглощающих материалов внутрь автомобиля, чтобы держаться подальше от нежелательного шума. Этот последний шаг приведет к гораздо лучшему отклику от модернизированной аудиосистемы и поможет связать все шаги для достижения отличного звука в автомобиле. Ниже приведены три различных подхода к отключению системы АНК в автомобиле.

    Вариант 1. В некоторых случаях производитель может отключить функции, просто подключив свои [очень дорогие] компьютерные системы к транспортному средству. Хотя это наиболее желательный вариант, многие автодилеры либо не знают, как это сделать, либо просто отказываются вносить изменения.

    Вариант 2. Физическое отключение микрофонов в автомобиле стало популярным способом решения этой проблемы, не обязательно потому, что это самый простой, но тот, который работает почти каждый раз.Сложность заключается в том, чтобы убедиться, что все микрофоны отсоединены, наиболее популярные места включают обшивку потолка (передняя и задняя часть автомобиля) и внутренние части дверных панелей (передние двери водителя и пассажира). Это прекрасно работает для многих современных систем ANC, но транспортные средства, которые усиливают шум двигателя, также используют сигнал, генерируемый двигателем, для питания процессора в системе шумоподавления, и этот метод не решит эту проблему.


    2012 Honda Pilot - снятие заднего микрофона

    * ПРИМЕЧАНИЕ. Важно убедиться, что отключаемые микрофоны влияют только на систему ANC, а не на систему Bluetooth / Handsfree.

    Вариант 3. Отключение сигнальных проводов от заводского радио, усилителя или модуля ANC - это гарантированный способ помешать системе помешать обновленной аудиосистеме. Используя различные доступные программы, профессионалы могут искать схемы проводки транспортного средства, чтобы найти, где провода сигнала оборотов микрофона или двигателя подключены относительно системы ANC. Прерывая эти провода, мы исключаем возможность повреждения системы нашим аудиосигналом.

    2012 Honda Crosstour - демонтаж жгута проводов АНК

    ,

    Смотрите также

тел. (495) 665 08 52

тел. (495) 508 19 83

ооо «автопроект» 2005 - 2019