К основному контенту

Как работает новая система активного шумоподавления для наушников на основе беспроводной сети

Как работает новая система активного шумоподавления для наушников на основе беспроводной сети

Метод активного подавления акустических шумов, поступающих в наушники из окружающего пространства, основан на анализе частоты, фазы и мощности звуковой волны (она принимается микрофонами, установленными по периметру динамика наушника), а после определения этих характеристик специальным контроллером, он же дает команду генератору, работающему в составе системы шумоподавления, - «сгенерировать звуковую волну с такими же величинами частоты и мощности, но противоположную по фазе». И когда эти противофазные волны «встречаются», происходит «уничтожение» шума.


В теории все просто, а на практике вследствие того, что на вычисление характеристик волны шума контроллером затрачивается время, за эти «потерянные» миллисекунды фаза шумоподавляющей волны и фаза волны шума уже никак не могут быть точно противоположными, а значит и полного уничтожения шума не происходит. Особенно заметно «неполное уничтожение» шума на частотах выше 1 кГц.

Если бы микрофоны, принимающие шумы, были установлены подальше от наушников и поближе к источникам шума, то у вычислительного контроллера появился бы «резерв времени», в течение которого контроллер и генератор успели бы сформировать «противоволну» и выдать ее в момент «прибытия» шума к наушникам, в результате чего шум был бы подавлен до нуля. Но как эту идею реализовать на практике?

Первый шаг в этом направлении сделали ученые Иллинойского университета в Урбане-Шампейне: они разработали и построили экспериментальный образец установки, осуществляющей «превентивный отлов шума» вблизи источника, передачу его характеристик по Wi-Fi-сети на радиоприемник, размещенный непосредственно на динамике и выдающий данные о шуме на вход системы акустического шумоподавления. Установка с динамиком обеспечивает «наглядность» работы новой технологии, а перенос этой технологии в наушники, по мнению изобретателей, не будет слишком сложным.

Итак, вблизи источника шума американские ученые-акустики разместили звукозаписывающее устройство, подключенное к Wi-Fi-передатчику. Поскольку скорость распространения радиоволн (передающих информацию об акустическом шуме) примерно в миллион раз выше, чем скорость распространения звука, система шумоподавления, установленная на динамике, получит через Wi-Fi-приемник данные о шуме да его «прибытия» к динамику. Благодаря чему волна шума и шумоподавляющая волна будут точно в противофазе и шум 100%-но уничтожается. Проведенные эксперименты показали, что новая технология шумоподавления обеспечивает хорошие результаты на частотах до 4 кГц, а на частотах вблизи 1 Кгц (где современные системы шумоподавления малоэффективны), она обеспечивает подавление шума почти на 7 дБ выше, чем системы, используемые в настоящее время в наушниках.

Комментарии

ПОПУЛЯРНОЕ

Китайцы будут освещать город с помощью искусственных «лун» - идею украли у нас!

Первые системы на базе искусственного интеллекта для защиты от кибератак будущего

Бесплатная навигационная программа для яхт и катеров: что выбрать?

Как ищут дефекты и неоднородности в оптических кабелях (ВОЛС)?

Арсенида бора: когда новый дешевый материал для охлаждения микропроцессоров выйдет на рынок?