На первый взгляд активное шумоподавление звучит почти нелогично.
Чтобы сделать вокруг тише, наушники сами создают дополнительный звук.
Как ещё один звук может уменьшить шум, а не сделать его сильнее?
Ответ - в физике звуковых волн.
Что такое ANCANC - это Active Noise Cancellation, то есть активное шумоподавление.
В обычных наушниках часть внешнего шума блокируется просто конструкцией:
·        амбушюрами;
·        корпусом;
·        плотной посадкой.
Это пассивная шумоизоляция.
ANC работает иначе.
Наушники используют микрофоны, которые слушают окружающий шум, а электроника пытается создать для него противоположный сигнал.
Что значит «звук в противофазе»Звук распространяется в виде колебаний давления воздуха.
У волны есть участки повышения и понижения давления.
Если создать вторую волну так, чтобы её максимумы совпадали с минимумами первой, две волны могут частично компенсировать друг друга.
Упрощённо:
шум + противоположная волна = более слабый шум
Именно этот принцип лежит в основе активного шумоподавления.
Получается, наушники действительно создают шум?Технически - да.
Но они создают не случайный звук.
Система пытается сгенерировать сигнал, максимально похожий на внешний шум по частоте и амплитуде, но с противоположной фазой.
Когда две волны встречаются возле уха, часть колебаний взаимно ослабляется.
До слуха доходит уже менее выраженный внешний шум.
Зачем наушникам микрофоныЧтобы создать правильную противоположную волну, сначала нужно понять, что происходит вокруг.
Поэтому в моделях с ANC используются дополнительные микрофоны.
Они могут находиться:
·        снаружи корпуса;
·        внутри чашки или вкладыша;
·        одновременно и снаружи, и внутри.
Наружные микрофоны отслеживают внешний шум.
Внутренние могут контролировать, что в итоге достигает уха.
Электроника постоянно корректирует работу системы.
Почему ANC особенно хорошо работает в метро и самолётеАктивное шумоподавление лучше всего справляется с относительно постоянными звуками.
Например:
·        гулом двигателя;
·        шумом колёс;
·        вентиляцией;
·        кондиционером;
·        низкочастотным фоном транспорта.
Такие звуки довольно предсказуемы.
Если шум меняется медленно, электронике проще проанализировать его и создать подходящий противоположный сигнал.
Именно поэтому в самолёте или метро эффект ANC часто ощущается особенно сильно.
Почему человеческую речь убрать сложнееРазговор гораздо менее предсказуем.
Голос постоянно меняется:
·        по громкости;
·        по частоте;
·        по тембру;
·        по ритму.
Кроме того, в речи много средних и высоких частот.
Электронике приходится реагировать очень быстро.
Пока система анализирует один фрагмент, следующий уже может звучать совсем иначе.
Поэтому ANC обычно не способен полностью убрать разговор рядом.
Он может сделать его тише, но слова всё равно остаются различимыми.
Почему резкие звуки тоже подавляются хужеЩелчок, хлопок или упавший предмет возникают очень быстро.
У системы просто меньше времени, чтобы построить точную противоположную волну.
Такие импульсные звуки сложнее подавлять активным методом.
Часть их энергии обычно проходит через ANC практически без изменений.
Здесь уже больше помогает физическая шумоизоляция самих наушников.
Почему высокие частоты подавлять труднееВысокочастотные звуки имеют более короткие волны и быстрее меняются во времени.
Небольшая ошибка в задержке уже может заметно ухудшить результат.
Поэтому активное шумоподавление обычно наиболее эффективно именно в низкочастотной области.
А высокие частоты чаще гасятся за счёт плотной посадки и материалов корпуса.
Значит, ANC и шумоизоляция работают вместеДа.
Хорошая система обычно использует сразу два подхода.
Пассивная изоляция физически мешает внешнему звуку проникать к уху.
Активное шумоподавление дополнительно уменьшает часть того шума, который всё-таки прошёл внутрь.
Поэтому форма амбушюр и посадка остаются важными даже в дорогих моделях с ANC.
Почему при включённом ANC некоторым кажется, что «давит на уши»Это довольно распространённое ощущение.
Но наушники не создают реальный перепад атмосферного давления, как при взлёте самолёта.
Скорее мозг сталкивается с необычной звуковой картиной.
Привычный низкочастотный фон внезапно исчезает или становится заметно слабее.
Для некоторых людей это создаёт субъективное ощущение:
·        давления;
·        заложенности;
·        пустоты;
·        «вакуума».
Обычно это именно эффект восприятия, а не физическое изменение давления внутри уха.
Почему шумоподавление иногда ухудшает звукANC требует дополнительной обработки сигнала.
Электроника одновременно анализирует внешний шум и добавляет корректирующую волну.
В зависимости от качества системы это может немного менять характер звучания музыки.
Например:
·        бас может ощущаться иначе;
·        сцена может казаться немного другой;
·        высокие частоты могут стать мягче.
В хорошо настроенных моделях этот эффект стараются сделать минимальным.
Но полностью исключить влияние обработки удаётся не всегда.
Почему ANC расходует аккумуляторДля активного шумоподавления постоянно работают:
·        микрофоны;
·        процессор обработки сигнала;
·        усилительные цепи.
На всё это требуется энергия.
Поэтому при включённом ANC беспроводные наушники обычно работают меньше, чем без него.
Насколько именно - зависит от конкретной модели и уровня шумоподавления.
Может ли ANC создать полную тишинуНет.
Это важный момент.
Активное шумоподавление не способно полностью удалить весь внешний звук.
Слишком много факторов постоянно меняется:
·        положение головы;
·        направление источника;
·        форма уха;
·        посадка наушников;
·        частота шума;
·        резкие звуки;
·        отражения от поверхностей.
Даже очень хорошая система снижает шум, а не уничтожает его полностью.
Почему кажется, что шум «исчезает»Когда включается ANC, сильнее всего пропадает постоянный фон.
Например, в самолёте вы перестаёте так явно слышать низкий гул двигателя.
При этом разговоры и отдельные звуки остаются.
Из-за такого контраста мозгу может показаться, что стало почти тихо.
Хотя в реальности значительная часть окружающего звука по-прежнему присутствует.
Где ANC особенно полезенАктивное шумоподавление хорошо подходит для ситуаций, где есть постоянный фон:
·        самолёт;
·        поезд;
·        метро;
·        автобус;
·        офис с вентиляцией;
·        помещение с работающей техникой.
В таких условиях его преимущества заметнее всего.
А где эффект будет слабееМеньше пользы можно ожидать там, где основной шум состоит из:
·        разговоров рядом;
·        хлопков;
·        щелчков;
·        детских голосов;
·        резких сигналов;
·        постоянно меняющихся звуков.
ANC всё равно может помочь, но эффект будет значительно слабее.
ГлавноеАктивное шумоподавление работает не потому, что наушники просто «блокируют» звук.
Они сначала слушают окружающий шум, а затем создают собственный сигнал, который частично компенсирует внешние звуковые волны.
Лучше всего это работает с постоянным низкочастотным гулом.
Именно поэтому ANC особенно эффективен в метро, самолёте и транспорте, но заметно хуже справляется с человеческой речью и резкими звуками.
Получается довольно необычная вещь:
чтобы сделать вокруг тише, наушники действительно используют ещё один звук.