Как работает шумоподавление в наушниках

Недав­но мы выпу­сти­ли под­бор­ку науш­ни­ков для про­грам­ми­стов, боль­шин­ство из них — с шумо­по­дав­ле­ни­ем. Давай­те раз­би­рать­ся, как рабо­та­ет эта магия.

Какой шум, какое подавление?

Пред­ставь­те ситу­а­цию: вы про­грам­ми­ру­е­те в офи­се, а рядом мене­дже­ры по про­да­жам шара­шат холод­ны­ми звон­ка­ми по базе кли­ен­тов. Пять чело­век с утра до вече­ра гал­дят свои про­даж­ные скрип­ты. Сосре­до­то­чить­ся невоз­мож­но, моз­ги выте­ка­ют.

Даже если вы наде­не­те очень плот­ные науш­ни­ки, то этот гомон всё рав­но будет про­ни­кать под амбу­шю­ры и доле­тать до ваших ушей. Он будет тише, чем обыч­но, но он будет. Созна­ние всё рав­но будет пере­клю­чать­ся на этих людей.

Что­бы пол­но­стью отсечь внеш­ние шумы, науш­ни­ки долж­ны быть очень плот­ны­ми и тяжё­лы­ми, как буд­то тебя душат подуш­кой. Или мож­но исполь­зо­вать беру­ши — спе­ци­аль­ные мяг­кие вкла­ды­ши в ушные кана­лы (их часто исполь­зу­ют люди, кото­рые рабо­та­ют в гром­ких поме­ще­ни­ях — клу­бах, на кон­цер­тах и т. д.). Но всё это доволь­но непри­ят­но, а сидеть с «бана­на­ми в ушах» непрак­тич­но.

Мож­но заглу­шить окру­жа­ю­щий шум, пере­бив его музы­кой в науш­ни­ках или дру­гим шумом — напри­мер, шумом моря или ожив­лён­но­го кафе. Один шум заглу­шит дру­гой, и голо­са мене­дже­ров в вашей голо­ве как буд­то про­па­дут. Но про­дол­жи­тель­ное про­слу­ши­ва­ние гром­ко­го шума может навре­дить слу­ху.

Что­бы нам помочь, инже­не­ры изоб­ре­ли актив­ное шумо­по­дав­ле­ние — это тех­но­ло­гия, кото­рая помо­га­ет носи­те­лю науш­ни­ков заглу­шить окру­жа­ю­щие шумы.

Как это работает

Любой звук, и шум в том чис­ле, — это зву­ко­вые вол­ны, кото­рые рас­про­стра­ня­ют­ся в воз­ду­хе. Эта вол­на не силь­но отли­ча­ет­ся от вол­ны на поверх­но­сти пру­да — толь­ко не в воде, а в воз­ду­хе.

Из школь­но­го кур­са физи­ки вы слы­ша­ли о поня­тии интер­фе­рен­ции: если две вол­ны накла­ды­ва­ют­ся друг на дру­га, то они могут либо уси­лить друг дру­га, либо пога­сить.

Полу­ча­ет­ся, что в тео­рии мы можем пога­сить любой внеш­ний шум, если сме­ша­ем его с точ­но таким же шумом, толь­ко «отзер­ка­лен­ным» — по-другому гово­рят, что это звук в про­ти­во­фа­зе, с пере­вёр­ну­той фазой, инвер­ти­ро­ван­ной фазой. В общем, про­ти­во­по­лож­ный по фазе:

Две вол­ны накла­ды­ва­ют­ся друг на дру­га, «отзер­ка­лен­ный» шум интер­фе­ри­ру­ет с основ­ным, в ито­ге полу­ча­ет­ся что-то вро­де тиши­ны:

Ана­ло­гия такая: пред­ставь­те, что вы идё­те наверх по эска­ла­то­ру, кото­рый дви­жет­ся вниз. Если идти точ­но с такой же ско­ро­стью, то полу­чит­ся, что вы сто­и­те на месте. Со зву­ком то же самое: когда встре­ча­ют­ся две вол­ны, одна из кото­рых в про­ти­во­фа­зе (отзер­ка­лен­ная), то они ком­пен­си­ру­ют друг дру­га.

Как это устроено в наушниках

Что­бы слы­шать то, что про­ис­хо­дит вокруг, в науш­ни­ки встра­и­ва­ют чув­стви­тель­ные мик­ро­фо­ны. Они слы­шат окру­жа­ю­щий шум и посы­ла­ют сиг­нал на спе­ци­аль­ный про­цес­сор, кото­рый отве­ча­ет за шумо­по­дав­ле­ние. Зада­ча про­цес­со­ра — тут же «отзер­ка­лить» звук.

Для это­го в неко­то­рых науш­ни­ках дела­ют отдель­ный дина­мик, кото­рый выда­ёт нуж­ный сиг­нал, или под­ме­ши­ва­ют его к основ­но­му зву­ку. В любом слу­чае это гасит шум, и вы его не слы­ши­те.

Что не умеет шумодав

Не все зву­ки мож­но пога­сить таким спо­со­бом — очень высо­кие и очень низ­кие часто­ты всё рав­но будут ино­гда про­би­вать­ся даже через шумо­по­дав­ле­ние. Поэто­му, если вы сто­и­те рядом с отбой­ным молот­ком, вы в любом слу­чае буде­те ощу­щать виб­ра­ции и низ­ко­ча­стот­ный шум от его рабо­ты. Но с ули­цей или с офис­ным гал­де­жом шумо­дав справ­ля­ет­ся отлич­но.

Я слышу как будто «давление на уши», это нормально?

В неко­то­рых науш­ни­ках при вклю­чён­ном шумо­да­ве вы може­те ощу­щать, буд­то на ваши уши что-то давит. На самом деле ника­ко­го допол­ни­тель­но­го дав­ле­ния на бара­бан­ную пере­пон­ку нет — это про­сто пси­хо­аку­сти­че­ский эффект, когда вы слы­ши­те тиши­ну. Доста­точ­но вклю­чить музы­ку, и ощу­ще­ние про­па­дёт.

Это вредно для здоровья?

Нау­ке пока неиз­вест­ны нега­тив­ные послед­ствия от рабо­ты науш­ни­ков с шупо­по­дав­ле­ни­ем. Но извест­но, как посто­ян­ный шум вли­я­ет на уро­вень стрес­са и пси­хи­че­ское здо­ро­вье. Он вли­я­ет. Поэто­му шумо­дав сей­час ско­рее поле­зен, чем вре­ден.

На наушниках села батарейка. Шумодав будет работать?

Не будет. Что­бы шумо­дав рабо­тал, нужен про­цес­сор и мик­ро­фо­ны, а им нуж­но пита­ние от бата­реи.

Почему я всё ещё слышу некоторые звуки при включённом шумоподавлении?

Несколь­ко при­чин:

  1. Мик­ро­фо­ны и дина­ми­ки ваших науш­ни­ков име­ют огра­ни­чен­ный диа­па­зон дей­ствия, то есть они не слы­шат и не могут вос­про­из­ве­сти неко­то­рые вол­ны.
  2. Вы слы­ши­те не толь­ко уша­ми, но и частич­но всем телом: вы ощу­ща­е­те виб­ра­ции окру­жа­ю­щей сре­ды, кото­рые тоже могут вос­при­ни­мать­ся как звук.
  3. Чело­ве­че­ский слух настро­ен хоро­шо раз­ли­чать чело­ве­че­ские голо­са, поэто­му когда где-то рядом кто-то гово­рит, мы более чут­ки к таким зву­кам. Пода­вить их пол­но­стью доволь­но слож­но.

Разу­ме­ет­ся, тех­но­ло­гия шумо­по­дав­ле­ния ещё не так эффек­тив­на, как хоте­лось бы. Но даже так — луч­ше, чем ниче­го. Насла­ждай­тесь 🙂