Что такое ANC и как работают наушники с шумоподавлением? | ENBLE

Что такое ANC и как работают наушники с функцией шумоподавления? | ENBLE

Шумоподавляющие наушники и наушники – это находка. Если у вас когда-либо была пара таких наушников, вы знаете о их способности создавать спокойное, безшумное звуковое пространство, идеальное для прослушивания музыки, блокирования шума во время коммутации или работы. И если вы задумываетесь о приобретении такого набора, вас ждет настоящий подарок. Конечно, не все шумоподавляющие продукты одинаково хороши, но многие из них объединяются некоторыми общими аудиотехнологиями. Одной из функций, которую используют многие наушники и наушники-вкладыши с шумоподавлением, является так называемое активное шумоподавление, или ANC.

Когда речь идет о шумоподавлении, ANC можно рассматривать как основу. Но как именно работает эта впечатляющая схема и обработка звука? Что означает этот жаргон? Кто является крупными игроками в этом направлении? Сегодня мы здесь, чтобы дать вам краткий курс по ANC и его множеству аудиоответвлений.

Что такое активное шумоподавление?

Мужчина с наушниками Sony WH-1000XM4 ANC в общественном транспорте.
Sony

Если вы когда-либо посещали урок физики в школе или университете, вы можете вспомнить раздел, посвященный волнам. Волны, состоящие из воды, света или звука, имеют несколько врожденных свойств. Технология ANC использует одно из этих свойств: любая волна может быть эффективно “отменена”, если вы создадите вторую волну, которая является точной противоположностью первой волны – процесс, известный как деструктивное вмешательство.

Поэтому, если вы можете создать набор наушников, который может слушать окружающий мир и мгновенно создавать звуковые волны, которые являются точной противоположностью звуковых волн, которые он слышит (так называемый анти-шум), теоретически вы бы не слышали внешние звуки вообще – они были бы отменены еще до достижения вашего барабанного перепончатого органа. Именно это делает ANC.

Компания Bose, разработавшая первые коммерческие наушники с активным шумоподавлением для пилотов, а затем первые наушники с активным шумоподавлением для широкой публики, описывает это следующим образом:

С микрофонами внутри и снаружи амбушюров, шумоподавляющие наушники Bose непрерывно регистрируют, измеряют и передают нежелательные звуки на специализированные цифровые процессоры сигнала Bose, которые вычисляют точный, равный и противоположный сигнал для реагирования на изменяющийся шум менее чем за десятые доли миллисекунды. В результате окружающий шум почти исчезает.

Не все ANC созданы равными образом, что означает, что даже если все наушники и наушники-вкладыши с ANC используют один и тот же принцип, между брендами и моделями все еще могут быть большие различия.

Активная и пассивная шумоподавление

Мужчина с наушниками Bowers & Wilkins Px8.
Simon Cohen / ENBLE

Несмотря на все преимущества ANC, стоит отметить, что это не единственный способ борьбы с шумом. Пассивное шумоподавление (иногда называемое пассивной изоляцией от шума) относится к проблеме отнюдь несовершенному техническому подходу путем создания физического барьера между вашими барабанными перепонками и внешними звуками.

Это обычно достигается созданием плотной уплотнительной прокладки вокруг вашего уха (если это наушники) или внутри вашего аудиального канала, если вы используете наушники-вкладыши. В любом случае результат будет одинаковым: вы не услышите звук, который в принципе не сможет добраться до ваших барабанной перепонки. Если пассивное шумоподавление работает хорошо, то вам может не понадобиться ничего больше.

Также стоит отметить, что несмотря на использование разных подходов, активное и пассивное шумоподавление дополняют друг друга. Чем больше звука вы сможете пассивно блокировать, тем лучше технология ANC сможет отменить звуки, которые все еще проникают.

Представьте себе это, как краску: если вы наносите слой грунтовки на свои стены, вам, вероятно, понадобится меньше слоев краски, чтобы достичь нужного цвета и покрытия, чем если бы вы нанесли краску напрямую.

В чем разница между ANC и ANR?

Вы, возможно, видели термин Active Noise Reduction, или ANR, помимо более распространенного ANC. По сути, между ними нет разницы. Каждая компания использует свою предпочитаемую маркировку, но это одна и та же функция.

Интересно, что Bose использует оба термина, но в разных обстоятельствах. Когда Bose создает свои собственные наушники с шумоподавлением, он называет их ANC, потому что Bose полностью отвечает за их производительность. Но иногда сторонние компании получают лицензию на технологию шумоподавления Bose, чтобы создать свои собственные наушники ANC. Так поступила Amazon, когда представила свои наушники первого поколения Echo Buds. В таких случаях эти сторонние компании используют термин ANR для обозначения вклада Bose, чтобы указать на то, что Bose не была причастна ко всем аспектам производительности наушников.

Как работают наушники и наушники с ANC?

Человек слушает Apple Airpods Max.
Apple

Все наушники и наушники с ANC используют микрофоны для обнаружения внешних звуков. Затем встроенный микропроцессор анализирует эти звуки и передает необходимые звуковые волны в противоположности ваших ушей через динамики наушников. Удивительно, это может делаться как при воспроизведении музыки, так и без нее.

Некоторые модели с ANC используют “прямой” микрофон. Эти микрофоны размещены на внешней стороне наушников, где они могут четко и быстро получать внешние звуки. Однако такие ANC-системы не знают, что происходит с внешними звуками, когда они проходят через шумоизолирующий барьер наушников (или насадок на ухо). Это означает, что антишум, который они создают, может не идеально совпадать со звуком, попадающим в ваши уши.

Другие системы ANC используют “обратную связь” микрофоны, которые расположены внутри наушников. Они получают наиболее точное отображение внешних звуков, которые проникли в наушники, поэтому они должны быть способными создавать самый точный антишум. Но эти системы не так хорошо подходят для подавления высокочастотных звуков, как микрофоны с прямой обратной связью. Они также должны справляться с музыкой, которую вы слушаете. Умение различать звук, который вы хотите услышать (вашу музыку) и звук, который вы хотите отменить, может быть сложным, и системы с обратной связью могут отменить часть вашей музыки.

Как можно ожидать, лучшие системы ANC используют гибрид моделей с прямой и обратной связью и используют как внутренние, так и внешние микрофоны для борьбы с шумом. Если вы видите набор наушников с пометкой “гибридные ANC”, это означает, что они используют этот метод.

Адаптивный ANC

Относительно новый термин в мире наушников, адаптивный ANC может иметь разные значения в зависимости от модели наушников и используемой технологии.

Так, например, технология адаптивного ANC от Qualcomm помогает цепи ANC реагировать в реальном времени на изменения в количестве внешнего звука, который попадает в герметичную зону наушников. Это попытка компенсировать тот факт, что существует сотни различных форм ушей и головы, и найти подходящую модель для всех непросто.

Девушка с наушниками Nuraloop ANC.
Активное шумоподавление Qualcomm в наушниках Nuraloop. Nuraloop

Даже если у вас хорошая герметизация с наушниками, при ходьбе, беге или даже разговоре наушники естественным образом перемещаются внутри уха, и это может изменить герметичность. Технология адаптивного ANC от Qualcomm реагирует на эти изменения.

Другая форма адаптивного шумоподавления связана с алгоритмами, используемыми в цепях ANC. Внешние звуки постоянно меняются в зависимости от нашей среды. В помещении, мы, вероятно, сталкиваемся с множеством разговоров людей, тогда как на улице мы можем столкнуться с шумом транспорта, а в самолете преобладает шум от двигателей. Многие компании предлагают приложения для смартфонов, которые позволяют выбирать соответствующий режим ANC в зависимости от окружающей среды, но адаптивные системы ANC пытаются анализировать эти изменяющиеся звуки и автоматически переключать режимы таким образом, чтобы у вас всегда был оптимальный опыт шумоподавления.

Что делает одни наушники ANC лучше других?

Это вопрос миллионов долларов. Честный ответ – все. ANC – это гораздо больше, чем просто сочетание внешних и внутренних микрофонов с некоторой схемотехникой. Это количество, расположение и тип используемых микрофонов. Это качество электроники, используемой для связи компонентов друг с другом. Это сложность алгоритмов шумоподавления и чувствительность динамиков, используемых для воспроизведения звука и противошума.

Поскольку ANC настолько сложна, покупателям следует быть осторожными с заявлениями производителя о количестве подавленного шума, выраженном в децибелах (дБ). Вы можете увидеть наушники ANC, которые заявляют о подавлении шума до -35 дБ. Что это означает? Желаемый шум не измеряется только громкостью — он также состоит из определенного спектра частот. Если система ANC снижает высокочастотные звуки на -35 дБ, но практически не снижает низкочастотные звуки, это хорошо или плохо? Если вы пытаетесь блокировать звуки соседских детей (или, возможно, своих детей), писк, когда они играют, это может быть очень полезно. Но поскольку большинство из нас не будет носить разные наушники для блокировки разных шумов, это, вероятно, не подходящий выбор.

Наш совет, вы не удивитесь услышать, состоит в том, чтобы читать отзывы, как профессиональные, так и пользовательские, чтобы узнать, как выбранная вами модель справляется с различными ситуациями.

Чего можно ожидать от хороших наушников ANC?

Человек с наушниками Sony WH-1000XM4 ANC в общественном транспорте
Sony

Любые наушники или наушники с функцией ANC, которые стоят того, должны немедленно и очень заметно снижать внешний шум. У большинства наушников с функцией ANC также есть режим прозрачности, который предназначен для пропуска большого количества шума (чтобы вы могли сохранить осведомленность о опасностях или вести разговоры, не снимая наушники). В идеальном случае режим прозрачности заставляет вас чувствовать себя так, как будто вы не носите наушники вообще.

Когда вы отключаете режим прозрачности и ANC, все должно стать намного тише, но вы все равно останетесь довольно осведомленными о звуках снаружи. Включение ANC должно значительно снизить эти оставшиеся звуки. В некоторых случаях ANC может полностью исключить звук (например, гудение вентилятора), оставив вас почти в полной тишине и спокойствии.

Какие признаки плохих наушников с ANC?

Первый и наиболее очевидный признак в том, что включение функции ANC мало что меняет в звуке, который вы слышали до включения его. Кажется, что это очевидно, но мы пробовали некоторые модели, в которых было почти невозможно определить, когда ANC была включена.

Еще одна проблема заключается в том, что ANC может начать влиять на качество вашей музыки. Помните, что те же динамики, которые воспроизводят ваши мелодии, также воспроизводят анти-шум, который отменяет нежелательные звуки. Если система ANC слишком агрессивна, плохо настроена или может страдать от любого другого недостатка, вы можете обнаружить, что музыка звучит заметно хуже, когда ANC включен.

Наконец, плохо разработанная схемотехника ANC может фактически вводить новые шумы, даже пытаясь отменить нежелательные шумы. Это чаще всего проявляется в виде шума, который слышно, когда вы не слушаете никакого контента. Воспроизведение музыки может замаскировать этот шум, но если вы хотите использовать наушники в качестве альтернативы берушам, этот слышимый шум обязательно сведет вас с ума.

Что насчет шумоподавления окружающей среды (ENC)?

При чтении описаний продуктов обратите внимание на такие термины, как шумоподавление окружающей среды (ENC), четкие голосовые вызовы (CvC) или шумоподавление (без “активного”). Все они относятся к шумоподавлению, выполняемому микрофонной схемотехникой для уменьшения эффекта фоновых звуков, когда вы разговариваете с кем-то по телефону или используете наушники для записи своего голоса.

Это определенно функция, которую вы хотите найти в наушниках или наушниках, если вы планируете использовать их для голосовых вызовов, но это не другая форма активного шумоподавления и не повлияет на количество шума, который вы слышите при прослушивании музыки или просто ношении наушников.