ANC – що це? Як працює активне шумозаглушення в навушниках?

Хіба не було б чудово, якби ми змогли хоч на мить заглушити звуки, які нас дратують навколо нас? Сусід вирішує почати бурити, за вікном у пробці сигналять машини, хтось у сусідньому офісі шепоче, як злітаючий Боїнг? Для цього є спосіб – активне шумозаглушення (ANC). Що це таке і як це працює?

Що таке активне шумозаглушення?

Активне шумозаглушення або ANC – це технологія, яка дозволяє комфортно слухати музику або вести розмови в дуже шумному середовищі. Навушники з цією системою характеризуються набагато кращим заглушенням зовнішніх звуків. Але точно – чи справді це загасання? Принцип роботи дуже простий – мікрофон, розміщений поза навушниками, збирає звуки з навколишнього середовища, а спеціальна електронна система аналізує їх і змінює їх фази, вводячи в навушники звук з негативною фазою. Іншими словами, навушники з ANC протидіють навколишнім звукам, створюючи враження блаженної тиші.

Звук поширюється хвилями і природним чином затухає з часом. Технологія ANC  генерує протилежні хвилі до захоплених звуків , таким чином вирівнюючи звукову хвилю, що постійно рухається. Принцип подібний до принципу терезів – ми кладемо кілограм на одну терезу, тому, щоб зберегти рівновагу, ми кладемо таку саму вагу на іншу. Отже, чи можна сказати, що активне шумозаглушення зменшує звуки? Не повністю. Адже АНК створює шум! Він генерує сигнал, протилежний отриманому з навколишнього середовища, завдяки чому обидві хвилі гасять одна одну. Проте цього достатньо для людського вуха, тому ми чуємо… ну нічого!

Коротка історія АНК

Ідея придушення небажаних звуків шляхом випромінювання протилежних звуків відома багато-багато років. Діти це чудово розуміють, коли закривають вуха і голосно наспівують «ля-ля-ля, я тебе не чую», коли не хочуть продовжувати розмову з однолітками. Правда, це досить простий спосіб генерації зустрічних хвиль, але він працює на початкових етапах. Як ми знаємо, більшість винаходів або великих теорій виникли в результаті спостережень за світом, і цілком можливо, що Пауль Луег, доктор філософії та медицини, який багато років працював фізиком, спостерігаючи це явище, вирішив створити ідею в 1933 році, яка дала початок технології ANC. Патент, який описував, як усунути шум за допомогою звуків із протилежними хвилями, був виданий йому через рік. Так народилася ідея.

Перша система ANC

Однак перша система була створена в 1950 році Лоуренсом Дж. Фогелем – інженером, який працював у Корпусі зв’язку армії США. За ідеєю Луега він сконструював пристрій, завдяки якому пілоти літаків і гелікоптерів могли вести розмови без перешкод від шуму двигунів і роторів. Хоча сам пристрій було запатентовано через 10 років, він не був типовим пристроєм ANC, а скоріше покращував розпізнавання звуків. Минуло ще майже десять років, і в 1957 році чоловік на ім’я Уіллард Мікер розробив теоретичну модель і створив прототип пристрою для приглушення звуку, який він встановив у робочих навушниках.

ANC в навушниках для пілотів

ANC в навушниках, доступних для цивільних, поза лабораторіями та військовими проектами, з’явився лише в 1986 році завдяки… Амару Гопалу Бозу! Так, Bose з найвідомішого нині аудіообладнання. Легенда свідчить, і всі люблять легенди, що в 1978 році, летаючи з Цюріха до Бостона, містер Бозе був настільки незадоволений якістю навушників авіакомпанії, що вирішив взяти справу в свої руки. Bose розробив дослідницьку програму, основною метою якої була розробка ідеї та початкових прототипів активного шумозаглушення. І ось перша гарнітура була створена для пілотів Діка Рутана та Джин Єгера , які використовували її під час свого першого кругосвітнього польоту без посадки. Треба визнати, що Bose вибрав ідеальний момент для реклами! На першу комерційну модель, яка також була гарнітурою для пілотів, довелося чекати менше трьох років, до 1989 року.

ANC в комерційних навушниках

Однак 1980-ті роки були часом постійної конкуренції, і паралельно з американськими дослідниками німецькі інженери Sennheiser на замовлення Lufthansa почали конструювати свою версію шумозаглушувальних навушників. Вони завершили гонку на другому місці, тому що представили свою гарнітуру через рік після американської моделі, в 1987 році, але все ж перемогли, отримавши світовий сертифікат FAA-TSO (Technical Standard Order of the Federal Aviation Administration). І чому вони перемогли? Оскільки Sennheiser раніше отримав дозвіл на продаж продукту. Незважаючи на те, що Bose був першим, хто показав прототип. Втім, це й не дивно – продукт німецьких інженерів вже нагадував сучасні гарнітури.

Досі тривають суперечки щодо того, хто винайшов діючу систему ANC, хоча патенти були створені майже 30 років тому, і як Bose, так і Sennheiser використовували патент Lueg і Fogel.

Де можна знайти технологію ANC?

Активне шумозаглушення, назва якого має бути більше схоже на активне шумозаглушення, вже дуже популярно, і його можна знайти в обох типах навушників – внутрішньовушних і накладних . Різниця в конструкції навушників вимагає різної потужності активного шумозаглушення. чому З дуже простої причини – накладні навушники , на відміну від навушників-вкладишів, мають великі амбушюри на вухах. Ці елементи самі по собі приглушують звуки, тому що, як би ви не дивилися (чували?), вони закривають все вухо. Ми ніби закрили вуха руками – в результаті звуки приглушені. Ось чому в дизайні накладних навушників технологія ANC менше заважає сигналу, що може призвести до кращої якості звуку.

У навушниках -вкладишах з ANC ступінь пасивного загасання, тобто такого, що не вимагає електроніки, набагато менший, ніж у накладних навушниках. Тому частка електроніки в активному шумозаглушенні набагато більша. Однак це не означає, що амортизація слабша! Причому на рівні, який можна порівняти з навушниками з пасивним заглушенням, але більша частка електроніки може означати зниження якості в інших аспектах звуку – все залежить від конструкції навушників. Іншими словами – кінцева якість продукту найчастіше є результатом компромісу між баченням інженерів і співвідношенням активного і пасивного шумозаглушення.

Які бувають типи АНК?

Існує кілька типів технології ANC, які впливають на роботу активного шумозаглушення. Звичайно, це залежить від типу та потужності перетворювача , але це залежить від виробника і часто неможливо виміряти. Що ми можемо класифікувати, так це кількість зовнішніх мікрофонів, які використовуються в дизайні.

  • Один мікрофон – збирає всі звуки, а один монофонічний затухаючий сигнал йде на обидва вуха одночасно. Це саме бюджетне рішення.
  • Два мікрофони – найпоширеніше рішення, один мікрофон на кожен канал. Чудово працює, коли навколишній шум має різну природу – з одного боку, монотонний звук двигуна, з іншого боку, розмова людей.
  • Від чотирьох до шести мікрофонів – найдосконаліша система, кожен канал фіксує перешкоди незалежно зі свого боку, одночасно зменшуючи їх і віднімаючи від голосового сигналу, тобто нашої мови. 

Деякі моделі високого класу оснащені мікрофонами, встановленими в чашках навушників. Вони збирають і аналізують все, що насправді потрапляє всередину. Це рішення використовується в професійному обладнанні. На ринку також є професійні пілотні гарнітури для всіх, хто хоче відчути себе Янеком із Cztere pancerni i pies . Дизайн ANC використовується як на споживчому, так і на професійному ринках. Використовується пілотами не тільки пасажирської авіації, а й військової авіації.


Ми знаємо, як це працює, але як це називається?

Технологія ANC , тобто активне шумозаглушення, відома під кількома назвами залежно від виробника. Кожен – використовуючи ту саму ідею – створив технологію, якою він хотів виділитися, тому вони прийняли власну номенклатуру. Лише нещодавно назву об’єднали в одну – ANC. До речі, переклад на польську мову не зовсім точний, хоча, треба визнати, чіпкий, бо найточніший переклад – активне придушення, ну… не блисне в очах. Тому у вжиток увійшло активне шумозаглушення. Ось кілька прикладів того, що виробники називають ANC:

  • Акустичне шумозаглушення (ANC) – Bose, AKG
  • Активне шумозаглушення NXTGen – JBL
  • Шумозаглушення (NC) – Audio-Technica
  • NoiseGard – Sennheiser
  • Активне шумозаглушення (ANC) – стандарт

У той час як більшість назв базується на іншому розширенні абревіатури ANC, деякі виробники вирішують повністю відмовитися від цієї теми (Sennheiser). Тим не менш, потроху всі починають використовувати загальну номенклатуру, а саме ANC – активне шумозаглушення. Хоча назва могла б бути точнішою, оскільки в процесі демпфування створюється шум , хоча в оберненій фазі це все одно шум. Технологія ще не дозволяє придушувати вибрані звуки, і не всі придушені звуки є шумом або шипінням.

Активне шумозаглушення в навушниках – підсумок

Технологія активного шумозаглушення (ANC) збільшує задоволення від прослуховування музики або здійснення дзвінків у шумному середовищі. Система надзвичайно ефективна для придушення монотонних низькочастотних звуків, таких як шум двигуна, шум вентилятора в офісі або шум літака. Сама технологія також корисна не тільки при активному використанні навушників, але і коли ми хочемо на деякий час відчути тишу в шумному місці.

Принцип дії простий – зовнішні мікрофони вловлюють всі звуки з навколишнього середовища, спеціальні перетворювачі аналізують їх і видають звук зустрічної хвилі. В результаті ми нічого не чуємо. Ну майже нічого. Однак, користуючись цією системою, варто керуватися здоровим глуздом – прогулянка по багатолюдному місту може призвести до відсутності реакції на велосипедні дзвінки або, що ще гірше, автомобільні гудки. І це може погано закінчитися. Одне можна сказати напевно – раз ANC, завжди ANC!

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *