Система активного шумоподавления виды, применение, особенности

Система активного шумоподавления

Эффекта, подобного тому, что мы описали выше (система Sono), может когда-нибудь добиться система активного шумоподавления. Инженеры-акустики из Технического университета Берлина предлагают гасить внутри рамы выбранные пользователем уличные звуки с помощью вмонтированных между стеклами рам компактных громкоговорителей.

Немецкие специалисты считают, что их систему можно будет применять не только в жилых и административных помещениях, но и в автомобилях и самолетах.

На данный момент система находится в разработке, поэтому более подробная информация по ней отсутствует.

Радиоэлектронные глушилки

Далеко не всегда наши музыкальные пристрастия совпадают со вкусами соседей. Громкая музыка или «орущий» телевизор – бич многих многоквартирных домов. Нравится одному – слушают все. А если соседи еще и поклонники караоке – проблема становится еще острее. Увы, к сожалению, далеко не всегда эти «музыкальные» люди адекватно реагируют на просьбы «сделать потише». Что ж, если не удается договориться «по-хорошему», а нервы уже – на пределе, приходится принимать радикальные меры И для этого не обязательно привлекать правоохранительные органы.

Такое устройство можно как приобрести, так и сделать самому. В интернете можно найти массу схем, следуя которым можно эти глушилки электроники изготовить. Схемы могут быть как простые, так и достаточно сложные, однако принцип их работы по сути одинаков.

Сферы применения систем маскировки звука

Системы звукомаскировки могут использоваться не только в шумных офисных помещениях. Такое решение помогает некоторым магазинам розничной торговли. Уровень шума в торговых залах часто заставляет людей чувствовать себя неуютно, они стараются как можно скорее покинуть некомфортное место и не совершают даже тех покупок, которые планировали. При нормальном уровне шума люди, наоборот, задерживаются дольше. Даже для уникальных торговых центров, где магазины привлекают клиентов громкой музыкой и криками зазывал (такие центры популярны в Японии), актуальна проблема четкой границы между внешним рекламным шумом и комфортной зоной для шопинга.

Есть и другие предприятия, где установка звукомаскировки необходима: банки, аптеки, автосалоны, больницы. В этих местах важна конфиденциальность. Актуальны также такие системы для отелей, спа-салонов.

Один из лидеров мирового рынка борьбы с шумами в офисе — компания Cambridge Sound Management. Через своих дистрибьютеров компания предлагает в России несколько наиболее совершенных решений звукомаскировки для помещений разного назначения и площади. Например, линейка систем звукомаскировки Qt 100, Qt 300 и Qt 600 предназначена для размещения в помещениях площадью 1115 кв. м, 3345 кв. м и 6689 кв. м соответственно.

 

Специальное приложение Cambridge Sound Management позволяет планировать и настраивать маскирующий шум для разных зон
 

Оборудование легко монтируется, может быть установлено в любом месте, предусматривает много настроек. Решения отличаются охватом площади и количеством создаваемых зон с разными настройками. Например, может быть три зоны с настройками для рабочего кабинета и две гостевые зоны. Таким образом, системы Cambridge Sound Management эффективно подавляют шум в помещениях разного назначения.

Есть отдельное решение для конференц-залов Qt Conference Room Edition. Одно из его основных назначений – создание приватной обстановки во время совещаний. Технология прямого звукового поля добавляет фоновый звук низкого уровня за пределами конференц-зала. Фоновый звук оптимизирован для маскировки человеческой речи, что делает его менее понятным для нежелательных слушателей.

Система Qt Conference Room включает звукомаскировку в конференц-зале одним нажатием кнопки

Звуковая маскировка, установленная в офисе, защищает сотрудников от лишнего шума, повышает их работоспособность и, в конечном итоге, улучшает финансовые показатели предприятия. Уже сегодня такие системы становятся стандартом в современном рабочем пространстве в офисах американских и европейских компаний.

Звуковая маскировка шума в открытом офисе

Современные офисные помещения чаще всего организованы в виде открытого пространства сразу с несколькими десятками сотрудников в одном кабинете (open space). В таких офисах редко удается сохранить приемлемый для работы уровень шума. Потому нужна звукомаскировка, которая добавляет в помещение едва слышимый фоновый шум, похожий на дуновение ветра или шум листвы. Мозг не может локализовать такие звуки, то есть они являются частью окружающей среды, скрывая посторонние звуки и, конечно, голоса. Для человеческого уха маскирующий шум кажется естественным звуком и не вызывает дискомфорта.  

Маскирующий шум распространяется по всему рабочему пространству через сеть динамиков, как правило установленных под потолком. После установки система должна быть настроена специалистом, который калибрует работу динамиков и контроллера в зависимости от состояния помещения и уровня шумового загрязнения. Неправильная установка может снизить производительность системы на 50%.

Главное преимущество систем звукомаскировки — простой монтаж потолочных динамиков
 

Устройство подавления шума в квартире Sono

Эту систему разработал австрийский промышленный дизайнер Рудольф Стефанич. В основе принципа работы Sono лежит таже технология, которая используется в наушниках. Это маленькое устройство крепится с помощью особых присосок на окно и поглощает большую часть посторонних звуков, доносящихся с улицы.

Комплект устройства состоит из микрофона, динамика и встроенного процессора. Прижатый к стеклу динамик использует его в качестве резонатора и воспроизводит звуки в противофазе.

Зачем это нужно? Очень просто. Можно, к примеру, заблокировать шум автомобилей и коммунальной техники, но настроить прибор на пропуск звуков щебетания птиц и шелеста листвы.

Помимо этого, система Sono сможет сама воспроизводить разнообразные приятные звуки: пение китов, шелест леса, шум прибоя и тому подобное.

В 2013 году этот концептуальный проект пробился в финал на конкурсе James Dyson Award. К сожалению, купить это устройство сейчас невозможно, так как Sono пока существует только в качестве прототипа.

В данный момент автор системы ищет инвесторов для запуска устройства в массовоепроизводство.

Как обесшумить квартиру

Замена
дверей и окон

Этот способ является наиболее эффективным при устранении уличного шума. Для того, чтобы не слышать звуков транспорта, голосов людей или животных произведите замену ваших окон на двойные или тройные стеклопакеты. Старайтесь приобретать качественные окна проверенных марок, чтобы не приобрести фальсификат, который не поможет вам устранить проблему излишнего шума в квартире.

В настоящее время в продаже доступны звукоизолирующие окна, которые также прекрасно помогут вам при звукоизоляции. Воспользуйтесь советами родственников и знакомых или прочтите отзывы о продукции конкретных производителей перед тем, как сделать выбор в пользу конкретного из них.

При замене входных дверей отдавайте предпочтение массивным
видам, а лучше всего установите двойные входные двери. Таким образом, одну из
них вы сможете оббить звукоизолирующим материалом, который является дополнительным
средством шумоизоляции квартиры. Не забудьте также оббить порог уплотнителем по
всему периметру. Таким образом вы сможете защитить свое жилище от посторонних
звуков, поступающих из подъезда.

Звукоизоляция стен

Этот способ поможет в значительной степени снизить звуки, доносящиеся из соседних квартир. Прежде всего нужно устранить все щели и трещины, даже самые незначительные, так как именно они являются отличными проводниками посторонних звуков. Однако этот этап является только подготовительной стадией перед выполнением непосредственной звукоизоляции стен, которая может включать:

1. Самоклеящиеся мембраны, создающие физический барьер для посторонних звуков, представляют собой достаточно тонкое, но вместе с тем прочное полотно, которое может быть нанесено на различные покрытия стен и в помещениях любого типа. Материал весьма прост в использовании и установке, и не требует применения дополнительных инструментов. Благодаря своей тонкости он отлично подойдет для малогабаритных помещений, так как не занимает площадь при нанесении на стены.
2. Комбинированные плиты, состоящие из минеральных или синтетических материалов, или панели, оснащенные прослойкой звукопоглощающего материала. Для их применения требуется предварительная установка специального металлического каркаса. Установка такого типа шумоизоляции требует специальных навыков и инструментов. Стоит отметить, что такие материалы занимают гораздо большую площадь помещения, чем звукоизолирующие мембраны.

Рекомендуется комбинировать описанные выше варианты
звукоизоляции стен для достижения максимального результата по избавлению от
постороннего шума в квартире.

Шумоизоляция потолка

Звуки, поступающие с потолка от соседей, является самым
громким шумом. Именно поэтому необходима обязательная шумоизоляция потока в
комбинации с шумоизоляцией стен. При этом стоит отдавать предпочтение как можно
более легким материалам для того, чтобы они не отклеивались под тяжестью
собственного веса. Однако, учитывая степь громкости шума, проникающего в
квартиру через потолок, стоит отметить, что для эффективного его поглощения
требуется применение достаточно плотных материалов, которые крепятся на потолок
при помощи каркасных конструкций. Это обусловлено также мерами безопасности,
так как исключает падение материалов, прикрепленных к поверхности потолка.

Самыми популярными материалами плит для звукоизоляции
потолка является многослойный картон и кварцевый песок, которые имеют
достаточно большую массу. По этой причине они крепятся к металлическому
каркасу, предварительно установленному на потолке, при помощи саморезов.
Крепление к каркасу обусловлено также тем, что при установке плит
непосредственно на потолок при помощи дюбелей, придется делать отверстия в
самом потолке, наличие которых может только усугубить ситуацию с поступающим из
вне шумом.

Избавление
от шума в квартире при помощи подручных средств

Как стало понятно из вышеизложенного материала, для того,
чтобы оказать сопротивление звукам, проникающим в квартиру из вне, требуется
наращивание толщины стен. Так, это можно сделать при помощи корпусной мебели,
приставленной вплотную к стенам. Это могут быть шкафы с одеждой или стеллажи с
книгами.

Большое количество текстильных изделий в квартире также
поможет бороться с шумом. Ковры, ковролин, плотные шторы и занавески на окнах,
мягкие изголовья кроватей – все это поможет вам не только создать уют в доме,
но и устранить нежелательные посторонние звуки в квартире.

Отчего зависит степень поглощения шума

Способность шумоглушителей эффективно устранять звуковые колебания зависит от нескольких факторов, которые нужно учитывать при монтаже этого оборудования:

• От размеров устройства. Стандартные размеры, которые имеет это приспособление, могут быть 60 см, 90 см и 1м 20 см.,/
• От толщины и расположения звукоизолирующего слоя.
• От скорости движения воздуха. Наилучшие показатели по устранению аэродинамических звуковых колебаний показываются на низких скоростях воздушных потоков.
• От месторасположения шумоглушительного устройства. Чем ближе оно расположено к вентилятору, тем лучше звукоизоляция в воздуховодах.

Много шума для тишины

Сегодня системы активного шумоподавления — не такая уж и экзотика: их устанавливают в автомобилях и самолетах, встраивают в наушники и даже тестируют в помещениях. Между изобретением технологии и началом ее использования прошли десятки лет, а оригинальному автору идеи ее настойчивое продвижение и вовсе стоило научной карьеры. N + 1 рассказывает, как и зачем люди учились глушить шум шумом, каковы преимущества и недостатки таких систем, и что стало с немецким физиком Полом Люгом после того, как он все-таки получил патент на свое изобретение в США.

Гул авиадвигателя, городской шум за окном, утренний рев соседского перфоратора — в нашу жизнь регулярно вторгаются бессмысленные и беспощадные звуки, волны упругих механических колебаний. Любой звук для слышащего начинается с вибрации барабанной перепонки, которая передается по цепочке маленьких косточек в черепе и затем становится сигналом, бегущим по слуховому нерву в головной мозг. Весь этот труд регулярно оказывается не только ненужным, но даже вредным: слово «шум» мы противопоставляем «сигналу», на шум жалуемся, от шума пытаемся сбежать или защититься.

Громкость любого звука зависит от амплитуды волн, которые по некой среде (будь то воздух, вода или даже твердое тело) добегают до наших ушей, то есть от размаха колебаний частиц среды — чем больше «горбы» смещения, тем громче звук. Чтобы сделать любой звук тише, нужно уменьшить его амплитуду, пока он не добрался до наших барабанных перепонок. Обычно размах колебаний уменьшают, возводя всевозможные препятствия на пути распространения волны. Уличный шум ослабевает, если закрыть в комнате окно. От рева соседского перфоратора за стеной можно спастись при помощи берушей. Однако такой подход не всегда удобен и эффективен: в салоне самолета слышен гул двигателей, потому что стенок корпуса для защиты от этого шума недостаточно, в комнате с закрытым окном попросту становится душно, а в приспособлениях для ушей сложно сочетать хорошую звукоизоляцию с компактностью.

Схема регистрации звука угольным микрофоном — продольные колебания воздействуют на мембрану, заставляя ее сжиматься и разжиматься

Marc Rodriguez / giphy.com

Можно перейти от пассивной защиты к активному противодействию: уменьшить амплитуду, создав вторую волну, колебания которой происходят в противофазе — то есть «горбы» колебаний этих волн направлены противоположно. При наложении друг на друга эти колебания ослабят друг друга, амплитуда результирующей волны уменьшится, и звук станет тише — дополнительный шум буквально заглушит исходный.

Гипотетически так можно, например, заглушить шумный досуг компании с портативной колонкой при помощи точно такой же колонки, работающей «зеркально». На практике, конечно, сделать это проблематично из-за сложностей копирования звука и особенностей его распространения — эти обстоятельства затрудняют работу даже самых эффективных приборов.

Первый в истории патент на систему активного шумоподавления подал немец Пол Люг в январе 1933 года, за три дня до назначения Адольфа Гитлера рейхсканцлером. Автор предложил записывать нежелательный шум при помощи микрофона, передавать сигнал на громкоговоритель и воспроизводить в противофазе — звуковые волны наложатся и погасят друг друга, благодаря чему исходный шум исчезнет. Люг полагает, что изобретение можно использовать для борьбы с эхом в театрах и концертных залах, а также для подавления шума печатных машинок в конторах.

Схематическое описание системы активного шумоподавления Пола Люга в американском патенте (М — микрофоны, L — громкоговорители)

Paul Lueg / United States Patent and Trademark Office, 1936

Вопреки воле изобретателя, патентное бюро классифицирует разработку Люга как военную, на нее вешают гриф «секретно» и передают на рассмотрение армейским структурам. Через год ведомство направляет автору ответ: изобретение лишено новизны, не представляет практического интереса для армии и потому патент на нее Люгу выдан не будет. Ученый пишет ответ со своими возражениями, однако в феврале получает второе письмо, которое касается уже практической демонстрации активного шумоподавления — теперь комиссия сочла это оригинальным приложением уже известного принципа интерференции и вновь отметила бесполезность метода в военной отрасли: в то время громкоговорители действительно были слишком слабыми и громоздкими, чтобы использоваться в армии. Однако история активного шумоподавления на этом не заканчивается.

Второе дыхание

В середине двадцатого века об идеях Пола Люга вспоминают на другом континенте: в 1954–1957 годах исследователь Лоуренс Фогель из США делает три патентные заявки на первые головные гарнитуры с активным шумоподавлением, которые предлагает использовать в шлемофонах летчиков. К концу того же десятилетия Radio Corporation of America по заказу ВВС США разрабатывает и тестирует экспериментальную модель таких наушников: в лаборатории с их помощью удается ослабить шум в 100 децибелов (типичная громкость в кабине пилота) до уровня 80–85 децибелов (сравнимо с очень громким криком).

Линейка громкости

Ощущение громкости звука пропорционально не амплитуде звуковой волны, а логарифму этой амплитуды, поэтому уровень громкости звука принято измерять в специальных единицах — децибелах. Увеличение громкости на 1 децибел соответствует возрастанию звукового давления (амплитуды волны) примерно в 1,122 раз, на 10 децибел — примерно в 3,16 раз.

Схема системы активного шумоподавления в головной гарнитуре, разработанная в Radio Corporation of America по заказу ВВС США

Willard Meeker / Wright Air Development Center technical report, 1959

К концу восьмидесятых наушники с активным шумоподавлением идут в производство: в 1986 году прототипную гарнитуру от компании Bose используют пилоты «Вояджера» в ходе первого в истории беспосадочного кругосветного путешествия на самолете без дозаправок. В то же время проводятся испытания систем динамиков, устанавливаемых для борьбы с шумом внутри летательных аппаратов, а в 1992 году Nissan выпускает первый автомобиль с таким же оборудованием в салоне.

Фотография «Вояджера» перед завершением его кругосветного беспосадочного полета. Пилоты в кабине используют наушники с активным шумоподавлением

Wikimedia Commons

В последующие десятилетия технология распространяется и укрепляется на рынке — принцип активного шумоподавления, который поначалу сочли непригодным для военного дела, теперь приносит пользу как армии, так и массовому потребителю. Сегодня технологию используют различные наушники (как специального, так и универсального назначения), причем подавлением шума может заниматься основной динамик устройства, воспроизводя смесь полезного и заглушающего сигнала: то есть к музыке, которую вы слушаете, добавлять и «голос» перфоратора за стеной, чтобы его подавить. Кроме того, шум глушат шумом в салонах некоторых ближнемагистральных самолетов, автомобилей, а также в серверных шкафах: здесь используются уже наборы громкоговорителей (от одного до нескольких десятков), расположенных вдоль границ области, в которой необходимо погасить звук. Принцип тут тот же: уловить шум (звук двигателя, шум систем охлаждения и т.п.), обратить его фазу и «залить» полученным звуком помещение.

Как это не работает

Несмотря на ряд преимуществ систем активного шумоподавления над обычной звукоизоляцией, у таких устройств есть существенные ограничения, о которых не всегда спешат сообщать в рекламе. Важно понимать, что в контексте любого реального прибора можно говорить лишь о приближенном воспроизведении шума в противофазе — заглушаемый звук не гасится полностью, а в той или иной мере ослабляется (если в задачи системы входит сохранить некий полезный сигнал — например, мелодию из наушников, — он также несколько искажается). К этому приводит целое множество технических сложностей.

Во-первых, проблемой для систем активного шумоподавления является частотный диапазон эффективной работы. На низких частотах (десятки герц и менее) компактным динамикам не хватает мощности, а на высоких (начиная примерно с 800 герц) — длина заглушаемой волны становится сравнима с размерами человеческой головы. Поэтому создать «анти-волну» для таких звуков, проблематично— заглушив ей колебания у одного уха, можно одновременно с этим усилить шум у другого.

Результаты испытаний системы активного шумоподавления в макетной комнате: на частоте менее 100 герц шум почти не подавляется

Bhan Lam et al. / Nature, 2020

Во-вторых, для внешних (не носимых) систем сложность может представлять геометрия области, в которой подавляется звук и которой определяется характер его распространения. Если под конкретные кабины самолетов и салоны автомобилей можно подстраиваться в ходе испытаний, то для массового применения в помещениях системы активного шумоподавления должны быть куда более универсальны (или, наоборот, требовательны к самому помещению). Кроме того, даже в областях сравнительно простой формы использование шумоподавляющих динамиков на практике может приводить к локальному повышению уровня громкости звуков.

Результаты компьютерной симуляции работы системы активного шумоподавления в самолете: наблюдаются как зоны пониженного звукового давления, так и зоны повышенного (сверху и снизу соответственно)

A. Bullmore, P. Nelson and S. Elliott / 10th Aeroacoustics Conference, 1986

Вопрос универсальности касается и характера заглушаемого звука — в воздушном и наземном транспорте шум достаточно однообразен, поскольку связан с работой периодических механизмов, пропеллеров или двигателей — это позволяет настраивать работу системы еще на этапе испытаний в лаборатории. В случае же обыкновенных наушников и помещений необходимо учить систему реагировать уже на разные звуковые колебания. Для этого нужно либо заблаговременно успевать записывать шум: в наушниках это неудобно из-за маленького расстояния от микрофона до уха, а в зданиях развешивать дополнительные микрофоны и динамики по территории, либо (что, как правило, практичнее) предусматривать несколько фиксированных режимов работы устройства и переключаться между ними в зависимости от типа шума.

В некоторых носимых устройствах (умных берушах) используется не заглушение, а маскировка шума. Эта технология не относится к активному шумоподавлению, однако имеет схожий принцип действия: к нежелательному звуку добавляют искусственно сгенерированный шум (например, белый шум или монотонные природные звуки: шум дождя или морского прибоя). В результате фоновые шумы не ослабляются, но становятся незаметными на фоне сгенерированного.

История продолжается

Пол Люг, не получив патента в Германии, не сдался и попытался запатентовать свою идею за рубежом — вскоре изобретение зарегистрировали в США, Австрии, Италии и Франции. Немецкие бюрократы были недовольны — несмотря на «бесполезность» идеи Люга, действия изобретателя расценили как государственную измену, и он оказывался на грани тюремного заключения. Автор отвергал все обвинения, ссылаясь на публикации в английской прессе — за пределами Германии о его изобретении стало известно еще до того, как он решил получить патент в других странах — информацию могли сообщить работники Института Генриха Герца или армейских структур, которые занимались рассмотрением патента, однако возражения ученого не сочли убедительными, и отношения Люга с немецкими властями окончательно испортились.

Карьера физика на этом рушится: ему запрещают продолжать работу в университете, публиковаться и претендовать на финансирование своей работы. В возрасте сорока лет Люг начинает изучать медицину, последние месяцы Второй мировой войны — работает в госпитале, а затем перебирается в Кёльн, женится и проводит остаток своей жизни «уважаемым и популярным врачом», так и не дождавшись признания своего изобретения из области физики.

Несмотря на историческую несправедливость и обширный список ограничений, системы активного шумоподавления не были забыты и стали для нас удобным и эффективным способом борьбы со звуком. В последние годы такие устройства совершенствуются, у них появляются новые области применения, которые, вероятно, будут освоены уже в ближайшем будущем. Так, за последние годы систему установили в конуре для собак, предложили использовать в «бесшумных» дронах, научили заблаговременно регистрировать звук и протестировали в макетной комнате.

За десятки лет со дня представления патента активное шумоподавление прошло долгий путь — от двух печатных страниц патента, которые не были восприняты всерьез и разрушили карьеру их автора, до множества устройств и приспособлений для борьбы со звуком, окружающих нас в повседневной жизни.

Не каждое изобретение меняет нашу жизнь в корне — не становится смертоносным оружием, источником энергии или лекарством от прежде неизлечимой болезни. Красивая идея, которая однажды пришла в голову Полу Люгу, довольствуется сегодня весьма скромными практическими приложениями. Возможно, время ее «взлета» впереди, а может быть, ей и вовсе не суждено взлететь — в конце концов, скромность едва ли вредит настоящей красоте.

Николай Мартыненко

Система активного шумоподавления: виды, применение, особенности

Компания Toyota в 2008 году представила интересную, хоть и не новую, разработку — систему активного шумоподавления, которая позволяла значительно понизить уровень шума в салоне автомобиля. Особой популярности система на момент выхода не получила, однако с течением времени все меняется, и велика вероятность того, что она станет одной из самых востребованных технологий.

Назначение автомобильной системы

Во время эксплуатации автомобиль производит много сторонних шумов различной интенсивности от различных механизмов — ходовой части, двигателя, трансмиссии и элементов кузова. Поиск способов устранения шума ведется давно и весьма успешно: современные машины практически бесшумны. Несмотря на это, в салоне автомобиля при движении на высокой скорости сохраняется сторонний шум, доставляющий дискомфорт пассажирам и водителю.

Свой способ устранения данной проблемы предложила в 2008 году компания Toyota, представив систему активного шумоподавления в авто. Сама технология была отнюдь не новой, однако впервые применялась в автомобилестроении, где показала свою эффективность.

Современные системы шумоподавления понижают общий уровень шума на 5-8 дБ, работая в основном с низкочастотными звуковыми колебаниями, которые и формируют шумовую завесу в салоне. Разработками подобных систем занимаются многие автопроизводители, что позволяет оснащать ими большинство современных машин.

Работа системы шумоподавления в теории

Борьба с шумом традиционно велась пассивными средствами — либо источник шума, либо место, которое должно быть защищено от звуков, отделывалось звукопоглощающими и звукоотражающими материалами, которые считаются пассивной системой шумоподавления. Активная же система более эффективна — к примеру, автомобильные глушители, использующие в работе свойства звуковых волн. Устранить сторонние звуки можно и при помощи электроники.

Звук представляет собой волну, состоящую из чередующихся областей с пониженным и повышенным давлением, движущихся со скоростью 330 м/сек. Как и любые другие волны, звуковые могут подвергаться дифракции, интерференции, то есть вступать во взаимодействие друг с другом. Интерференция для области изучения активного шумоподавления представляет наибольший интерес.

Интерференция может провоцировать неожиданные и довольно интересные результаты. К примеру, встретившиеся в одной точке пространства и фазе две звуковые волны одинаковой частоты взаимно усиливают друг друга, соответственно, общая громкость в данной точке будет резко увеличена. Наиболее часто с таким явлением сталкиваются владельцы стереосистем или аудиосистем с сабвуфером — в комнате, где они установлены, имеется несколько областей, в которых бас становится более глубоким и мощным. Подобный эффект объясняется наложением низкочастотных звуков в фазе в конкретной точке друг на друга, что провоцирует их усиление.

Существует и обратный эффект, возникающий в случае наложения волн в противофазе: области высокого давления накладываются на области низкого давления, что полностью гасит волну. Однако на практике полного подавления волн добиться невозможно, но общую интенсивность звука понизить все же можно. Собственно, системы активного шумоподавления основаны на данном явлении.

Впервые подобные системы были реализованы в наушниках, предназначенных для строителей, работников промышленных предприятий и прочих организаций, после чего технология стала применяться в наушниках для прослушивания музыки, автомобилях и домах. Принцип работы системы шумоподавления довольно прост: на внешнюю сторону наушников устанавливаются микрофоны, улавливающие сторонние звуки. Встроенный электронный блок изменяет фазу звуков, поступающих от микрофонов, благодаря чему они могут воспроизводиться динамиками. Соответственно, к барабанной перепонке осуществлен подвод звуков от динамиков и внешних звуков, а поскольку они находится в противофазе, то происходит их гашение.

Аналогичным образом работают системы шумоподавления в автомобилях.

Устройство автомобильной системы шумоподавления

Устройство автомобильных систем шумоподавления включает следующие элементы:

• Система встроенных в потолок салона микрофонов;
• Система расположенных в разных точках салона динамиков. Чаще всего используется аудиосистема;
• Датчики, расположенные на двигателе, подвеске и прочих узлах автомобиля, являющихся основными источниками звука:
• Электронный блок управления.

Как работает система активного шумоподавления в машинах

Электронный блок системы получает информацию о сторонних шумах от датчиков и микрофонов. На основе полученных данных вносятся изменения фазы в поступающие звуки, которые воспроизводятся динамиками и, сталкиваясь с шумами в противофазе, понижают их интенсивность. Как результат — в салоне образуется пространство, в котором значительно снижен уровень шума от двигателя, колес и прочих механизмов.

Сделанная своими руками система активного шумоподавления в авто без датчиков не обходится, поскольку они фиксируют шум, возникающий при ударе подвески и колес, и другие резкие звуки. Классическая система из динамика и микрофонов фиксирует только неизменные по интенсивности и постоянные звуки — ровный гул двигателя, вибрации кузова или шуршание колес по дорожному покрытию. Система не способна реагировать на резкое изменение звуков, пропуская громкие шумы — грохот, лязг и прочие.

Датчики используются для отслеживания резких изменений звукового фона. Электронный блок, основываясь на полученных от датчиков данных, вносит изменения в формируемую динамиками звуковую картину, благодаря чему достигается более эффективное подавление сторонних шумов.

Стоит отметить, что уровень шума, производимого автомобилями, оснащенными системами активного шумоподавления, остается неизменным, поскольку система не устраняет его, а создает в салоне пространство с пониженным уровнем сторонних шумов. Такие технологии делают поездку более комфортной, однако не устраняют необходимость звукоизоляции отдельных комплектующих автомобиля.

Система шумоподавления для дома

Обеспечить полную тишину в квартире или частном доме, расположенных в черте города, довольно сложно. Отчасти решить эту проблему можно установкой стеклопакетов, однако они не гарантируют полной тишины. Впрочем, наука и техника не стоят на месте, и многие инженеры пытаются решить данную проблему, создавая своими руками активные системы шумоподавления.

Австриец Рудольф Стефанич создал одно из самых эффективных устройств подавления шума Sono. Компактная и простая система предназначена для устранения неприятных и раздражающих звуков и сохранения приятных.

Принцип действия системы активного шумоподавления в квартире Sono базируется на работе датчиков и микрофонов, определяющих сторонние шумы и фильтрующие их посредством воспроизведения аналогичных звуков в противофазе.

Акустические музыкальные наушники функционируют аналогичным образом.

Устройство системы Sono

Конструкция прибора Sono довольно интересна и представлена динамиком, микрофоном с датчиками вибрации и микропроцессором. Устройство выполнено в виде небольшого компактного диска и размещается на оконном стекле при помощи специальных присосок. Sono использует в работе оконное стекло в качестве резонатора.

Фиксация и устранение посторонних звуков осуществляется в соответствии с установленными настройками. В помещениях квартиры воспроизводятся уже обработанные шумы через встроенные динамики.

Элементами питания Sono служат батарейки, которые могут подзаряжаться от окружающего электромагнитного излучения — к примеру, от сетей Wi-Fi.

Функционал прибора Sono

Возможности системы активного шумоподавления для дома позволяют фильтровать раздражающие сторонние шумы, воспроизводя через динамики только приятные звуки. Соответствующие настройки пользователь может внести в меню прибора.

Дополнительной и не менее полезной функцией является возможность воспроизведения успокаивающих и приятных для слуха звуков — шорохов леса, шума прибоя и аналогичных.

Где купить систему Sono?

К сожалению, в свободной продаже системы активного шумоподавления Sono на сегодняшний день нет: несмотря на то, что прибор вышел в финал конкурса Джеймса Дайсона, он существует только в виде прототипа и требует инвестиций. Точно пока не известно, будет ли он в продаже или нет. Автор устройства находится в активном поиске инвесторов и партнеров, способных оказать помощь в запуске прибора в массовое производство.

Система активного звукового оформления

Системы активного звукового оформления используются для придания выпускной системе желаемого тона работы. Конструкция аналогична системе активного шумоподавления: микрофоны, аудиосистема, динамики и блок управления. Единственное отличие — на выходе аудиосистемы образуется измененный звук, а не противофаза.

Расположенные на приборной панели кнопки позволяют изменять характер звучания выпускной системы. Несмотря на то что такие системы сложны с технологической точки зрения, особой практической пользы от них нет — в основном они устанавливаются для удовлетворения драйверских пожеланий владельца. При этом стоит отметить, что измененный активный звук слышно только в салоне автомобиля.

Как работает система активного шумоподавления в наушниках

Так получилось, что сам термин «шумоподавление» в характеристиках акустической техники стал популярен совсем недавно — лет 5, ну может быть, 10 назад. Между тем изобретение технологии растянулось на долгие годы: в 1930-м было подано первое заявление на патент и только через 20 (!) лет предпринята первая попытка создать наушники-шумодавы, но результат оказался далек от совершенства.

Еще через 30 лет, в 1980-х, гарнитура с шумоподавлением только-только начала применяться в авиации, а также при полетах в космос. Идею шумоподавления претворил в жизнь изобретатель, профессор Массачусетского технологического института, доктор Амар Боуз.

Он первым обнаружил, что человек оценивает звук по отраженным акустическим волнам и это легло в основу множества его изобретений, но в первую очередь, наблюдение дало толчок для создания системы шумоподавления.

В 1964 году ученый основал Bose Corporation, что само по себе удивительно: обычно человек науки и человек коммерции — это разные люди. Но Амар Боуз был особенным.

Родитель компании Bose Corporation, Амар Боуз скончался в 2013 году в возрасте 83 лет. За его жизнь представление об акустической технике изменилось до неузнаваемости, и почти все, что сейчас характеризует качественное звучание — плод научных исследований Массачусетского института. Кстати, сам ученый незадолго до смерти сделал подарок институту — бо́льшую часть акций компании Боуз. Но с замечательнейшим условием: дивиденды должны финансировать науку и образование.

Вот с такого длинного предисловия я решил начать статью о том, как работает шумоподавление в наушниках. Собственно, разговор будет как раз об изобретении Амара Боуза, именно поэтому я отвел ему так много места в своем материале.

Что такое звук

Любой звук — это волны, которые колеблются с различной частотой. Они бывают разной длины, от которой зависит, как мы ее воспримем: услышим высокие ноты или низкие, звук будет тихим или громким.

Человеческий слух воспринимает сравнительно небольшой диапазон волн: от 16-20 Гц до 15-20 кГц. Примерно столько же способна воспроизводить хорошая дорогая техника, бюджетные модели тянут чуть меньше. Но здесь важно соблюсти баланс: 16–20 000 Гц это — самый возможный минимум и максимум, который не пригождается в повседневной жизни.

Частоты выше 20 000 Гц называются ультразвуком, который человек не услышит, а значит, в акустике он попросту не нужен.

Для справки — ультразвуком общаются киты, дельфины, а также его слышат собаки и летучие мыши. Так что если вы Бэтмен — наверное, вам он как-нибудь и поможет.

Волны с частотой меньше, чем 20 Гц относятся к инфразвуку — его мы тоже не услышим, но вполне можем почувствовать. Он как Джокер — коварен в своих злодействах. Может быть природным, например, при землетрясениях, но чаще возникает при работе машин с возвратно-поступательным движением (различные станки, турбины, компрессоры или вентилятор в кондиционере офиса). Именно от долгого воздействия инфразвука появляется слабость, головная боль, бессонница. У сотрудников аэропортов и людей, живущих по соседству с трассами чаще, чем у других наблюдаются беспричинная паника, повышенная нервозность и психические расстройства.

Принцип работы шумодава

Сама идея шумоподавления сводится к следующему: есть звуковая волна, скажем, шум с улицы. Мысленно поставим ей знак «+». Чтобы получить «0» — то есть, тишину, необходимо где-то раздобыть «-». Амар Боуз решил отзеркалить волну с «+», тем самым получить вожделенный «-» и направить отзеркаленную волну против «+».

Как применилось на практике — в наушник помещено 4 устройства: микрофон, который слышит все окружающие звуки, электронные детали, выполняющие роль зеркала и разворачивающие входящие шумы на 180 градусов, динамик, играющий музыку при полученном «0» от внешних звуков, аккумулятор, благодаря чьей энергии весь банкет и происходит.

Выше я уже сказал, что техника не всегда поддерживает слышимый диапазон звуковых волн целиком. Но если мы слышим 20 – 20 000 Гц, то система шумоподавления способна справиться лишь с промежутком от 100 до 1 000 Гц. Поскольку большинство шумов относятся к низкочастотным, то диапазона сегодняшних систем шумоподавления вполне достаточно, чтобы оградить меломана от раздражающих внешних звуков.

Ограничение возникло из-за АЧХ небольших микрофонов, и, понятно, что у разных наушников диапазон шумоподавления тоже будет разным. Например, у дорогой техники выдержан диапазон 100–1000 Гц шумоподавления, а вот у дешевеньких одноразовых вариантов оно присутствует лишь в виде надписи на коробке.

Предвижу ваши вопросы и негодования: так значит шумодав не такой уж и шумодав, раз шумодавит всего-то столечко? Это даже не половина от всех слышимых частот! 

Да, но убран основной слышимый диапазон, который встречается в повседневной жизни. Слишком громкие звуки, на грани лопнувших барабанных перепонок, конечно, доберутся до вас даже с максимальным режимом шумоподавления. Но в какую ситуацию надо попасть, чтобы случилась такая громкость? Поделитесь, я просто не могу представить ничего подобного.

Кстати, шумоподавление бывает двух видов: активным и пассивным. Про длины волн, частоты и всю черную магию отвечает активное. Пассивное же это используемые материалы для наушников: силиконовые прокладки, амбушюры, конструктивные особенности — то, что препятствует внешнему звуку наподобие берушей. 

Про пассивное шумоподавление я распространяться не буду — здесь и так в принципе, все ясно. Принцип, по которому работает активное шумоподавление, уже описал, но остаются его достоинства и недостатки, а о них стоит обязательно упомянуть.

Недостатки активного шумоподавления

У каждой идеи есть оборотная сторона, вот и у системы активного шумоподавления нашлись изъяны.

Во-первых, время работы микроконтроллера в дешевых моделях. Когда микрофон улавливает входящую волну,система шумоподавления должна тут же ее отзеркалить и направить навстречу потоку. Не всегда устройство успевает среагировать и противоположные волны уже не будут близнецами, а значит, и в «0» не уйдут.

Этот недостаток сегодня устраняется. Известно, что уже создана система, способная «видеть» приближающуюся волны и просчитать ее «-» заранее.

Во-вторых, дополнительные помехи на верхних границах. Иногда в бюджетных вариантах функция шумоподавления привносит от себя лишнее, тем самым поставив меломана перед выбором: что важнее, чистота звука или комфорт?

В-третьих, физические особенности человека. На мой взгляд, единственный недостаток, который стоит учесть, покупая качественную аппаратуру вроде Bose. За развитием технологий нельзя забывать, что слух такой же важный орган для связи с миром, как зрение, вкус, обоняние и осязание. 

У здорового человека примерно 16% информации поступает в мозг через слух. Так что, отрезав звуки внешнего мира, мы обманываем свой мозг, утаивая эти 16%.

Например, четырьмя органами чувств мы знаем, что находимся в деловом центре города, а слух заявляет что нет, мы в тихой уютной комнате. Возникает внутренний конфликт, серое вещество не знает кому верить. Поэтому у людей, страдающих морской болезнью, или у тех, кого укачивает в транспорте, могут проявиться симптомы недугов: тошнота, головная боль, усталость.

Но таких чувствительных людей немного — всего 5–7%. Риск, что вы окажетесь в их числе, очень мал, однако, лучше это проверить перед дорогой покупкой.

Помимо аттракциона «обмани мозг» есть еще один недостаток, заложенный в нас природой. Мы не выносим полной тишины. Для тестирования оборудования крупных производителей созданы специальные комнаты, где блокируются абсолютно все посторонние звуки. 

Чтобы проверить качество акустики, подобное изобретение — идеальное решение, а вот человек не может находиться в ней дольше 45 минут (это предельный срок, многим становилось плохо гораздо раньше). Так как шумодавы такой абсолютной тишины не создают, то и переживать по поводу плохого самочувствия не стоит, однако послушать минут 5 знакомый трек в наушниках перед покупкой все-таки не помешает.

Достоинства системы шумоподавления в наушниках

Технологии постоянно развиваются, и уже сегодня производители устранили много недостатков (не физиологических, конечно). Шумодавы прекрасно справляются с монотонными звуками метро, оборудования на заводах, уличного шума. 

Некоторые модели удивляют своим маленьким размером, при том, что работают они так же хорошо, как и громоздкие тяжелые тарелки десятилетие назад.

Продуктивность работников в офисах типа опенспейс увеличивается в несколько раз благодаря повышению сосредоточенности на задаче, нервозность и усталость заметно снижаются за счет отсечения лишнего шума.

Перелеты и долгие поездки проходят с большим комфортом, ведь технология активного шумоподавления помогает расслабиться.

Подводя итоги скажу, что иметь наушники-шумодавы куда приятнее, чем просто наушники. Это и более профессиональный звук, и комфорт. К тому же уровень шумоподавления везде регулируется до удобного пользователю. Его можно отключить совсем, поставить на середину или немного прибавить/убавить. Редко когда кто-то пользуется максимальным шумоподавлением, по крайней мере, я таких людей не знаю.

Если вы только собираетесь познакомиться с шумодавами, зайдите в официальный фирменный магазин, послушайте любимую композицию. С непривычки может возникнуть ощущение, что заложило уши, это нормально. Скоро адаптируетесь под хороший звук и музыка приятно вас удивит. Смело покупайте шумоподавляющую модель!

Марк Авершин, приглашенный эксперт

Великий маркетинговый обман? Почему шумоподавление в наушниках – это миф

Любой здравомыслящий человек понимает, что реклама врет. Любая и всегда. Полтора века назад «патентованныя парижскiя капли для леченiя ипохондрiи» не лечили абсолютно ничего, а возможно, еще и немножечко вредили. Сегодняшний «уникальный собачий корм с кусочками утиной печени» не содержит ни единого фрагмента настоящей утки, за исключением случайно залетевших перьев (скорее всего, куриных). И с рекламой современных hi-tech-гаджетов происходит ровно то же самое.

О великих обманах – в колонке нашего обозревателя Николая Гринько.

Фото: depositphotos/bodnarphoto

Вспомните, сколько раз вам говорили, что смартфон нового поколения «делает идеальные фотографии!», и все равно ровно через год появляется следующий, у которого «камера еще лучше». Отдельного внимания в этом вопросе заслуживают наушники – за последнее десятилетие этих гаджетов появилось столько, что разбегаются и глаза, и уши.

Маркетологи всех мастей слаженным хором поют дифирамбы новейшим системам шумоподавления. Эксперты различного масштаба проводят тесты наушников и рассказывают, как здорово они отсекают окружающий шум. Рекламные ролики показывают, как измученный пользователь надевает такие наушники в грохочущем метро или посреди океанского шторма и вдруг оказывается в мире кристальной тишины и волшебных звуков чарующей музыки студийного качества.

Сначала необходимо разобраться в том, как же работают системы активного шумоподавления. Для снижения уровня нежелательных звуков они используют эффект противофазы. Каждый такой наушник оборудован динамиком, собственным чипом и микрофоном. Микрофон улавливает окружающие звуки и отправляет их в слуховой канал, но перед этим чип обрабатывает их, инвертировав фазу. Все мы помним, что звук – это волна, и на экране компьютера он чаще всего выглядит, как извилистая линия, синусоида. Если перевернуть эту синусоиду «вверх ногами», то в том месте, где у нее выступающий «горб», появится «ямка». Это и есть инвертирование фазы. Самое интересное, что если сложить два сигнала – обычный и инвертированный, то они взаимно уничтожат друг друга, дав на выходе тишину.

Но так происходит только в идеальных, лабораторных условиях. В реальности на пути этого процесса возникает столько преград, что результат чаще всего получается очень далеким от идеала. Может быть, ввсы знаете, как выглядят студийные микрофоны: они довольно крупные и тяжелые. Такие размеры и масса нужны для того, чтобы микрофон воспринимал как можно больший частотный диапазон, от самых низких до самых высоких звуков.

Фото: depositphotos/sergey_causelove

А теперь вспомните, какого размера бывают потребительские наушники, особенно «вкладыши», за миниатюризацию которых сейчас активно бьются производители.

Даже если представить, что противофаза действительно сработает на все сто, она сможет приглушить только эти самые среднечастотные звуки, но самые низкие и самые высокие частоты останутся нетронутыми. Для того чтобы система могла эффективно улавливать большинство звуков хотя бы в воспринимаемом человеком диапазоне, каждый наушник должен быть размером с мужской ботинок – только так в корпус можно будет поместить чувствительный микрофон, систему обработки, высококачественный динамик и аккумулятор, способный все это питать.

Но и это еще не все. Производители наушников стыдливо умалчивают о том, что далеко не все окружающие звуки проникают к барабанным перепонкам через ушные раковины. Наше тело – тоже проводник звука, пусть и не очень хороший. Огромная часть шумов проникает в нас через кости черепа, и это как раз в основном звуки низкого частотного диапазона. Как бы прекрасно ни работал шумодав, он ничего не сможет сделать со звуками, воздействующими на перепонку с обратной стороны. Да, они намного тише, но они все равно есть.

Есть и другие причины, почему шумоподавление не работает так, как хотят маркетологи. Например, для того чтобы гарантированно заглушить звук, нужно, чтобы инвертированный сигнал поступал абсолютно синхронно, что называется, «момент-в-момент». Но достичь этого ни одна система не способна – время тратится на запись, обработку и воспроизведение сигнала. Кроме того, не учитываются возникающие гармоники и резонансы, которые система не в состоянии отследить.

Удивительно, что большинство пользователей не понимают, что шумодав не работает так, как заявлено. А для немногих недовольных у производителей всегда есть железобетонная отмазка: они списывают это на индивидуальные особенности некоторых пользователей и даже заверяют, что таких людей до 10 процентов. Вы слышите окружающий шум? Так это же прекрасно! Вы – редкий счастливчик со слишком хорошим слухом! И все счастливы.

Хотя…

Что такое активное шумоподавление в наушниках и как это работает

Благодаря современным технологиям, производители оснащают наушники необычными, но очень важными характеристиками. Таким образом, в данной статье разберем одну из них. Узнаем, по какому принципу она действует и какие особенности имеет.

Содержание статьи

Что значит активное шумоподавление

Сама технология вышла на потребительный рынок сравнительно недавно. Но за короткий промежуток времени обрела значительную репутацию. Конечно же, предварительно следует понять, что представляет из себя названная способность. В первую очередь, это устранение постороннего звука, который порой так мешает воспроизводить различные аудиозаписи. Безусловно, от всех нежелательных факторов невозможно огородиться. Однако свое предназначение устройство выполняет исправно.

Причем если обращать внимание на более современные модели, что оснащены представленной способностью, то именно в них можно себя почувствовать в тихом помещении. Следовательно, такой способ помогает пользователю не только бороться с тишиной, но и отказываться от чрезмерной громкости во внешнем мире.

Важно отметить, что высокие частоты, например, раздражающий писк или же любой свист, система может превратить в обычное шипения, характеризующимся спокойствием и своей незначительностью. Конечно же, те колебания, что имеют частоту в более 100 Гц, невозможно подавить, так как она воспринимается не только ушами, но и непосредственно телом.

СПРАВКА! Помимо активного действия, различают и пассивное. Отличительной особенностью первого от второго выступает наличие некоторых дополнений: микрофон, батарея и аудио процессор.

Как работает система шумоподавления?

Работоспособность осуществляется с помощью наложения специального звука, который предварительно генерируется. Соответственно, за счет этого как раз и подавляется окружающий шум. Кроме этого, внутри изделия встроены специальные микрофоны. Именно они отвечают за измерение уровня шума в ближайшем округе. А вся система объясняется следующей последовательностью действий:

• Первым делом захватывается тот звук, который в дальнейшем будет подавляться другим.
• После чего издается звуковая волна со схожей амплитудой.

ВНИМАНИЕ! Фаза первоначального звука на этом этапе отображена точно зеркально.

• В завершении смешиваются два потока, тем самым друг друга подавляя. Таким образом, принцип основывается исключительно на физике: любое звучание может создать для себя отображение, которая и сглаживает исходную (действует исключительно по противофазе).

Представленная технология действительно способна справиться от лишнего звука, диапазон которых находится в промежутке от 100 Гц до 1 Кгц. То есть разговор посторонних людей, характерные звуки от проезжающих машин или же от улицы могут быть запросто «задавлены». Однако важно понимать, что наравне с таким количеством положительных моментов, существуют и негативные. Например то, что такая концепция подойдет не всем.

Существует небольшой процент людей, которым вовсе противопоказано применение данных изделий. При длительной эксплуатации могут возникнуть определенные боли в голове. Это возникает из-за того, что некоторое население страдает от непереносимости технологии активного подавления.

ВАЖНО! Еще одним недостатком выступает оказываемое давление на барабанные перепонки.

Это объясняется наличием «антишума», который поступает в ухо вместе с музыкой или другой записью. Таким образом, предварительно стоит провериться на переносимость данной системы, чтобы не потратить лишние денежные средства.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Система активного шумоподавления ослабила звуки из открытого окна

Схема эксперимента: источник шума, макетная комната и окно с установленной на нем акустической системой. Размеры и расстояния указаны в метрах

Bhan Lam et al. / Nature, 2020

Ученые изготовили систему активного шумоподавления и протестировали ее в макетной комнате с полноразмерным бытовым окном. Оказалось, что в типичном для городского транспорта диапазоне частот с ее помощью удается заглушать до 10 децибел от среднего уровня звукового давления в помещении при открытом окне. Дальнейшие разработки подобных систем, вероятно, позволят совмещать естественную вентиляцию и шумоподавление в условиях города. Исследование опубликовано в журнале Nature.

С точки зрения физики звук представляет собой волну механических колебаний в какой-либо среде — например, в воздухе. Источник шума вызывает смещение ближайших частиц среды, а те, в свою очередь, передают его соседним частицам — возмущение распространяется и, достигнув уха, заставляет нас слышать звук. Громкость звука при этом определяется величиной смещения частиц — то есть амплитудой волны: чем сильнее будут колебания, тем громче они прозвучат.

Таким образом, чтобы подавить звук, необходимо уменьшить амплитуду колебаний — для этого обычно применяют два основных подхода: пассивное и активное шумоподавление. При пассивном шумоподавлении на пути распространения волны ставится некая преграда — объект, который так или иначе препятствует распространению звука и тем самым снижает уровень шума. В случае же активного шумоподавления ситуация совсем иная — такой метод предполагает создание второй звуковой волны в противофазе — то есть так, чтобы при наложении друг на друга колебания гасили друг друга. Чтобы полностью заглушить шум, нужно в точности скопировать гасимое возмущение, однако на практике добиться этого довольно сложно — нужно успевать записывать подавляемый звук или отслеживать уже уменьшенный шум и подбирать параметры генерируемой волны так, чтобы его минимизировать.

Ученые из Великобритании, Сингапура и Японии под руководством Вхань Лам (Bhan Lam) из Наньянского технологического университета соорудили систему активного шумоподавления, которая нацелена на заглушение внешних звуков в помещении с открытым окном. Чтобы протестировать ее работу, исследователи использовали макетную комнату кубической формы, грани которой представляли собой квадратные фанерные доски с толщиной около 30 миллиметров и длиной стороны 2,1 метра. В одной из стен этой конструкции авторы установили двухпанельное раздвижное окно размером 1×1 метр с прикрепленной к нему решеткой (наличие таковой характерно для бытовых окон в Юго-Восточной Азии).

На оконной решетке на расстоянии в 12,5 сантиметров друг от друга авторы закрепляли систему из 24 шумоподавляющих динамиков, каждый из которых мог генерировать свою звуковую волну отдельно от остальных. Внешние шумы разного вида создавались при помощи крупного динамика на расстоянии двух метров от окна, а посередине между ними располагался опорный микрофон, который улавливал непогашенные звуковые колебания и передавал информацию о них в контролирующую систему. На тренировочном этапе испытаний физики также использовали дополнительную систему из 24 микрофонов в 18 сантиметрах от окна внутри комнаты — используемый алгоритм настраивал работу шумоподавляющих динамиков так, чтобы эта система улавливала минимальное звуковое давление. В ходе основных измерений этот адаптивный механизм уже не использовался, и параметры генерации подавляющего звука на основе сигнала опорного микрофона фиксировались (на основе данных тренировочного этапа).

Схема расположения измерительных микрофонов в макетной комнате — слева изображена вертикальная плоскость, справа горизонтальная

Bhan Lam et al. / Nature, 2020

Внутри комнаты на расстоянии не менее полуметра от каждой из границ были расположены 18 измерительных микрофонов — данные двенадцати из них (расположенных на уровне окна в полуметре от него) авторы усредняли для оценки среднего шумоподавления в вертикальной плоскости, а по другой группе из семи микрофонов — судили об энергетически среднем уровне ослабления звука. Внешний динамик в ходе экспериментов издавал белый шум, а также звуки автомобильного шоссе, движущегося поезда и летящего самолета продолжительностью 6–19 секунд. При этом для одного и того же типа внешнего шума проводилось три типа измерений: один при участии активного шумоподавления с открытым окном, и два — без активного шумоподавления, с открытым и закрытым окном, после чего эти данные сопоставлялись между собой.

Сравнение усредненного по энергии спектра уровня громкости в помещении с шумоподавлением при открытом окне и без шумоподавления при закрытом и открытом окне для четырех типов внешнего звука

Bhan Lam et al. / Nature, 2020

По результатам измерений авторы установили, что исследуемая система плохо справляется с низкочастотными шумами (которые, в частности, характерны для звука самолетов), однако в частотном диапазоне 500–1000 Герц, что характерно для городского транспорта, позволяет в среднем заглушать до 10 децибел от уровня звукового давления при открытом окне. При этом усредненные по двум группам микрофонов данные по ослаблению шума соотносятся в пределах одного децибела — это свидетельствует о достаточно равномерном заглушении звука во всем помещении. Закрытое окно без активного шумоподавления дает результаты в среднем на 2–6 децибел лучше, однако ученые отмечают, что при открытом окне одновременно с заглушением шума происходит еще и естественная вентиляция помещения — в реальных условиях это дополнительное преимущество может скомпенсировать разницу в показателях.

Кроме того, выявленная неэффективность системы в борьбе с низкочастотными шумами побуждает к тому, чтобы в дальнейшем оптимизировать активное шумоподавление с учетом особенностей подавляемого звука. Исследователи полагают, что наиболее практичное решение — позаимствовать принцип действия шумоподавляющих наушников, и в зависимости от внешнего сигнала переключать систему между несколькими режимами работы.

Ранее мы рассказывали о том, как теоретики разработали шумоподавляющую сеть из осцилляторов с произвольными параметрами, а нейробиологи обнаружили функцию встроенного шумоподавления в мозге мышей.

Николай Мартыненко

Программа шумоподавления

— 6 лучших приложений для шумоподавления

Есть несколько вещей, которые раздражают больше при работе со звуком, чем фоновые шумы или помехи. Будь то звук клавиатуры, мыши, реверберация музыкальных инструментов или лай собаки, фоновые шумы могут заглушить звук, который вы пытаетесь услышать. Программное обеспечение для шумоподавления раньше было жизненно важным в мире удаленной работы или записи, а сейчас его количество растет из-за большого количества людей, работающих из дома.

Произошел всплеск числа работающих на дому, что поставило рабочую силу в совершенно новые обстоятельства: внезапно офисная работа стала выполняться в более шумной или менее специализированной среде. Конференц-связь происходит в столовых, рабочие разговоры происходят на диване в гостиной, а работа на дому — это все в моде.

С этим изменением произошел новый подъем технологической смекалки, поскольку сотрудники выясняют, как действовать в этих обстоятельствах профессионально. Внезапно возникла необходимость в ПО для шумоподавления, телеконференциях и надежной домашней технике.

Основным источником помех на рабочем месте является фоновый шум в звуке или во время разговора, который может быть особенно заметен дома. Фоновые шумы влияют на качество работы и могут нарушить вашу концентрацию.

Программное обеспечение шумоподавления не требовалось для смартфонов, но во многих случаях использование ноутбука, например, может привести к увеличению фонового шума. Поскольку выделенные микрофоны, встроенные в компьютер, нельзя удалить из источника шума, загрузка приложений может помочь вам получить более четкий звук, чтобы вы не потерялись в фоновых шумах.

6 Лучшее программное обеспечение для шумоподавления

Krisp

Krisp завоевал себе репутацию благодаря своей универсальности на рынке программного обеспечения для шумоподавления. Поскольку он может работать с более чем 800 различными приложениями для потоковой передачи, обмена сообщениями, конференц-связи и звонков, а также работает в системах Windows и Mac. Krisp также доступен в качестве мобильного дозвона с шумоподавлением для iOS. Помимо подавления шума при звонках, он также предоставляет вам второй номер телефона.

Это инновационное приложение полезно для конференц-связи и записи звука, поскольку оно устраняет шум в реальном времени. Используя расширенную глубокую нейронную сеть, специализирующуюся на распознавании фонового шума, Krisp устраняет фоновый шум с обоих концов вызова, создавая кристально чистое качество. Обе функции могут работать автоматически и одновременно. Однако, если по какой-либо причине вы хотите отключить Krisp, это можно сделать одним нажатием кнопки.

Какой шум вас больше всего раздражает?

Используйте наше приложение для шумоподавления
, чтобы отключить все раздражающие шумы

Загрузить сейчас

При использовании Krisp вы можете быть уверены, что обработка звука безопасна, потому что вся система происходит из приложения на вашем устройстве.Простой и не требующий настройки, Krisp начинает работать, когда вы включаете его, удаляя фоновый шум ниже определенного порога звука по команде. Krisp работает с микрофонами, гарнитурами и динамиками, и их можно бесплатно загрузить через их веб-сайт.

Krisp также поставляется в различных пакетах, предоставляя более комплексные услуги через свои учетные записи Pro. Пакеты групповой учетной записи и корпоративные пакеты отдают предпочтение предприятиям и колл-центрам. Все аккаунты Pro стоят 3 доллара.33 в месяц в год или 5 долларов в месяц при помесячном контракте. Учетные записи Pro поставляются со службой поддержки клиентов, если у вас возникнут какие-либо проблемы с программным обеспечением Krisp.

Тем не менее, загрузка стандартной версии бесплатна, что делает тестирование Krisp доступным для любой компании или частного лица. Универсальность приложения благодаря количеству приложений, с которыми оно может эффективно работать, делает Krisp достойным программным обеспечением для шумоподавления.

DSP Soundware

DSP Soundware или звуковой фильтр DSP — отличный выбор для пользователей наушников.Работая в основном с системами Windows, он подавляет посторонние шумы.

Оснащенный передовым алгоритмом, ориентированным на активные аудиофайлы, звуковой фильтр DSP подавляет мешающие шумы. Аудиофильтр DSP работает даже в очень шумной обстановке. Однако этот фильтр полезен не только для наушников, но и достаточно универсален, чтобы его можно было использовать также с микрофонами и динамиками.

DSP Soundware делает шаг вперед в снижении шума, напрямую повышая качество и разборчивость звука.Это программное обеспечение для шумоподавления предоставляет вам на выбор несколько фильтров. Эти фильтры включают два полосовых фильтра, три режекторных фильтра и два фильтра шума. Это позволяет вам полностью контролировать звук, который проходит через вашу систему.

Однако система DSP может не работать из-за количества требуемых настроек. Если такие системы, как Krisp, автоматически фильтруют звук, вы должны поиграть с системой DSP, чтобы создать желаемый уровень фонового шума.

Это дает вам то преимущество, что вы не сталкиваетесь с некоторыми недостатками, однако, поскольку размер звуковых клипов не приводит к их автоматической фильтрации.

Если вы готовы немного поработать и у вас есть компьютер с Windows, звуковой фильтр DSP Soundware Audio Filter — это универсальная и надежная система шумоподавления.

NoiseGate, также известный как NoiseGator

NoiseGate или NoiseGator — это система, которая фильтрует фоновые звуки и подавляет их в реальном времени. Как и система DSP, NoiseGate позволяет вам самостоятельно выбирать баланс шума, увеличивая или уменьшая четкость. Если вы новичок в мире шумоподавления, NoiseGate также имеет автоматическую настройку.

NoiseGate — это то, что следует из названия, ворота. Поскольку звуки принимаются через микрофон, если они ниже определенного порога, они не пропускаются через систему. Это легкое приложение может быть настроено на телефон, ноутбук или любую систему с микрофоном или наушниками.

Если вы выберете настройку параметров NoiseGate самостоятельно, может потребоваться небольшая работа, чтобы сбалансировать результат. Гейт заблокирует все звуки ниже определенной громкости.

Использование виртуального аудиокабеля, который предоставляет NoiseGator, позволяет вам блокировать звук с вашего собственного микрофона или подключить микрофон к динамикам.По сравнению с другими системами шумоподавления в этом списке, это уникальное решение для системы NoiseGate.

Еще одно уникальное качество NoiseGate проявляется в подавлении большинства фоновых шумов, когда никто не говорит. Если звуковой вход не считается приемлемым, NoiseGator серьезно ограничивает звук, сокращая избыточный шум, когда он может быть наиболее очевидным. Шипение микрофона также значительно сокращено благодаря дизайну продукта.

NoiseGator отдает приоритет записи музыки.Он стал популярным в мире звукозаписи, поскольку его можно использовать для остановки звуков реверберации на звуковых дорожках.

SoliCall

SoliCall — это немного другой продукт в этом списке, так как он был разработан специально для телефонных звонков. Используя облачное эхоподавление, SoliCall сводит к минимуму фоновый звук, одновременно улучшая качество связи. Это программное обеспечение шумоподавления работает с большим количеством систем и было разработано для центров обработки вызовов.

Благодаря использованию технологий на основе профилей и справочников, он уменьшает звуки, присутствующие в фоновом режиме. Их система «Noise Firewall» устраняет окружающие шумы.

Технология шумоподавления на основе профиля фокусирует внимание на голосе говорящего, уменьшая звуки всех других фоновых аудиоклипов. Голос говорящего будет идентифицирован системой и затем отделен от звукового сигнала для ясности.

Базовая технология шумоподавления удаляет фоновые шумы напрямую, а также может вырезать звук других голосов в фоновом режиме.Эта технология идеально подходит для колл-центров или других условий работы с большим объемом, где другие разговоры происходят одновременно и в непосредственной близости.

Если вы работаете дома и нуждаетесь в программном обеспечении для шумоподавления исключительно для звонков, SoliCall может быть вам полезен. Однако продукты SoliCall имеют конкурентоспособные цены, поскольку компания также предоставляет конкурентные преимущества обслуживания клиентов.

Samson Sound Deck

Эта программа совместима с системами Windows и Mac и работает, улучшая качество и устраняя повторяющиеся звуки в фоновом режиме звука.В Samson Sound Deck, вдохновленном технологиями связи военного уровня в реактивных самолетах, уделяется первоочередное внимание устранению постоянных помех.

Samson Sound Deck работает через систему цифровой аудиозаписи, что позволяет сохранять и экспортировать все записанные файлы. Множество управляемых фильтров, предлагаемых приложением, позволяют вам контролировать свой звук.

Если вам нужно уменьшить фоновые шумы, такие как звук набора текста, гудение, звуки машины или щелчки, этого можно добиться с помощью отдельных регулируемых фильтров.Многие из этих фильтров также могут очищать звук, поэтому Samson Sound Deck позволяет вам контролировать, сколько или мало фоновых шумов можно услышать.

Samson Sound Deck тоже легко отключается.

К преимуществам системы Samson Sound относится настраиваемое программирование. Однако он не так эффективен при блокировании внезапных шумов или шумов, которые не являются повторяющимися или относительно постоянными по своей природе.

Samson Technologies — постоянный поставщик записывающего оборудования, и многие из их программного обеспечения и продуктов ориентированы на отдельные изделия.Изучая программное обеспечение для шумоподавления Samson Sound Deck, убедитесь, что вы выбираете продукт, совместимый с имеющимися у вас предметами. Существует бесплатная загружаемая версия Samson Sound Deck, доступная в Интернете.

Noise Blocker

Программа Noise Blocker совместима с Mac и Windows и упрощает процесс шумоподавления за счет легкой настройки. Используя записанные сэмплы, Noise Blocker может заглушать определенные аудиофайлы простым и серьезным образом.

Как и NoiseGate, Noise Blocker работает как аудиопротокол, предотвращая попадание нежелательных звуков в микрофон. Чтобы заблокировать звук, просто запишите любой шум, который вы хотите удалить из звука, и введите его в приложение. Блокировщик шума затем проанализирует все входящие шумы по базе данных заблокированных шумов и соответственно отключит нежелательные звуки.

Это происходит за счет того, что блокировщик шума изолирует аудиофайлы, которые вы запросили, для отключения звука, не позволяя им мешать остальной части вашего аудиовхода.Создание базы данных заблокированного шума также несложно. Упрощенный процесс

В целом, это очень эффективно для звуков движения, клавиатуры, звука мыши и поклонников ноутбуков. Noise Blocker также эффективно работает со всеми основными средствами связи. Поскольку Noise Blocker не имеет автоматического порога громкости или порога размера аудиофайла, нет никаких шансов, что Noise Blocker будет мешать вашему голосу, когда он контролирует звук. Это отличается от других продуктов, таких как NoiseGate или Krisp.

Однако настраиваемое качество Noise Blocker позволяет вам установить порог громкости. Еще одна настройка, которую вы можете сделать с помощью системы Noise Blocker, — это задержка спуска, где вы можете указать, сколько миллисекунд остается включенным ваш микрофон после того, как громкость упадет ниже вашего порога звука.

Чтобы максимально использовать возможности этого приложения, может потребоваться много работы. Блокировщик шумов не будет подавлять звук, если он не был введен в базу данных или если ваши настройки не установлены на порог громкости, поэтому вам может потребоваться некоторое время, чтобы записать и ввести все шумы, которые вы хотите минимизировать.

Однако часто считается, что четкость, обеспечиваемая шумоподавителем, стоит потраченного времени. Ваш звук чистый, и если вы хотите внести какие-либо изменения в свою звуковую базу данных или порог, процесс настройки прост.

Загрузка Noise Blocker стоит около двадцати долларов за пожизненную лицензию, однако на сайте доступна бесплатная пробная версия. Эта бесплатная пробная версия ограничивает вас одним часом доступа к Noise Blocker в день.

Программное обеспечение шумоподавления Улучшите качество звука

Если вы записываете звук в шумных или непредсказуемых условиях любого типа, подумайте о загрузке программного обеспечения для шумоподавления.Это программное обеспечение доступно для каждой операционной системы, и его цены варьируются от бесплатной загрузки до платного лицензирования с постоянной поддержкой клиентов.

Отключение статического электричества в микрофоне, вентиляторов компьютера, набора текста, щелчков и посторонних шумов может существенно повлиять на качество вашей работы. Отключение фоновых звуков создает атмосферу профессионализма независимо от того, где вы работаете. Использование этих инструментов для отключения эха или реверберации также может повысить качество любой формы записи, которую вы делаете, будь то музыкальный инструмент или план.

.

Системы шумоподавления — audiotools.com.

.

ИС для шумоподавления аудио | Analog Devices

SSM2000 * — это двухканальная звуковая ИС шумоподавления, которая снижает шум за счет комбинации переменной фильтрации и нисходящего расширения в сочетании с уникальным адаптивным детектором порога шума. Не требуя предварительного кодирования программного материала, эта комбинация методов дает общее снижение шума до 25 дБ для широкого спектра источников программ: AM и FM радио, катушка с открытой катушкой и кассетная лента, LP, компакт-диски, Dolby-B ^® -кодированные программы, каналы вещания студийных передатчиков и телефонные линии, а также другие источники звука без необходимости какой-либо дополнительной ручной настройки.Система шумоподавления HUSH ^® , реализованная в SSM2000, продемонстрировала способность существенно снижать уровень шума, сохраняя при этом точность и прозрачность мультимедиа ПК, систем внутренней связи, систем телеконференцсвязи, мобильной связи, автомобильной аудиосистемы, домашних стереосистем, телевизоров и др. бытовые и профессиональные аудиоприложения.

Аналоговые системы шумоподавления должны уметь различать «шипение», или белый шум, и исходный материал, а затем ослаблять шум.Один метод подавления шума предполагает, что все уровни сигнала ниже заранее выбранной величины являются шумом, а затем ослабляет этот шум с помощью усилителя, управляемого напряжением (VCA). Популярный вариант этого метода шумоподавления можно найти в кассетных ленточных системах Dolby B ^® . Этот двусторонний подход (кодирование-декодирование) обеспечивает улучшение отношения сигнал / шум примерно на 9-10 дБ за счет включения компрессора верхних частот на стороне записи и расширителя верхних частот во время воспроизведения.

Другой метод определяет и отклоняет шум путем измерения частотного содержания аудиосигнала и последующей фильтрации всего шума, который возникает выше самой высокой звуковой частоты.В этом методе используется фильтр, управляемый напряжением (VCF), и он является ключом к работе в несимметричной системе DNR ^™ , которая обеспечивает подавление шума около 10 дБ; производительность ограничена фиксированным порогом шума, который может быть неэффективным для очень зашумленного материала и может влиять на содержание сигналов без шума.

Несимметричная система HUSH ^® (рис. 1) объединяет аспекты обоих подходов, что приводит к подавлению шума до 25 дБ без необходимости предварительного кодирования .

Рисунок 1

Основным ключом к способности SSM2000 подавлять шум является его способность распознавать минимальный уровень шума, будь то низкоуровневое шипение аудиокассеты или шум более высокого уровня, мешающий приему слабых станций в сети. автомобильное радио. Это достигается с помощью запатентованного детектора порогового уровня шума, который работает по принципу, согласно которому практически весь программный материал содержит промежутки, в которых присутствует единственная энергия (особенно на частотах в диапазоне от 3 до 8 кГц) — это шум.Слежение за отрицательным пиком находит самый низкий из этих интервалов в заданное время и впоследствии приводит к значительному снижению усиления VCA (расширение вниз на ) для входных уровней вблизи этого порога. Порог постоянно обновляется, адаптирует к характеристикам входа.

Другой принцип заключается в том, что самые высокие амплитуды аудиосигнала обычно возникают на низких частотах (от 100 Гц до 1 кГц) и экспоненциально уменьшаются с увеличением частоты.Это дает возможность поддерживать широкую полосу пропускания для уровней сигнала, значительно превышающих минимальный уровень шума, но значительно сокращая полосу пропускания для входных уровней, приближающихся к минимальному уровню шума, подавляя в основном шум, с незначительным влиянием на прием сигнала, пока не будут происходить изменения в усилении и полосе пропускания. чрезмерно быстрый. Действительно, SSM2000 хорошо реагирует на внезапные переходы с низкого уровня шума на нормальный.

И Dolby ^® , и DNR ^™ требуют, чтобы уровни входной линии тщательно контролировались для достижения номинальной производительности.Это связано с тем, что предполагается, что величина минимального шума существенно не изменится. На самом деле минимальный уровень шума часто изменяется в зависимости от типа входного аудиосигнала в зависимости от оборудования, носителя записи, мощности сигнала приемника и окружающей среды. Как отмечалось выше, запатентованный детектор адаптивного порога шума в SSM2000 обнаруживает эти изменения и адаптирует работу VCA и VCF для оптимального снижения шума.

Внутри микросхемы левый и правый аудиоканалы через SSM2000 являются дифференциальными.Это значительно снижает сквозное управление и искажения за счет использования присущей способности подавления синфазного сигнала дифференциальных VCF, VCA и входов выходных усилителей. SSM2000 включает дополнительные функции. Например, для полного затухания предусмотрен MUTE с контролем уровня TTL. Кроме того, вывод DEFEAT позволяет проводить простое двухпозиционное сравнение шумоподавления HUSH ^® . Также предусмотрен внешний порт управления VCA для регулировки усиления; с простыми внешними цепями он может обеспечивать такие ценные функции, как автоматическое выравнивание громкости, сжатие и компенсация дорожного шума, используя в своих интересах информацию о величине и частоте, доступную на отдельных выводах SSM2000.SSM2000 может принимать широкий диапазон линейных уровней аудиосигнала, но для управления также можно использовать внешние схемы (до или после).

SSM2000 был разработан сотрудником компании Analog Devices Дереком Бауэрсом на нашем предприятии в Санта-Кларе. Джеймс К. Уоллер-младший из Rocktron, Inc., Рочестер-Хиллз, Миннесота, является изобретателем технологии шумоподавления HUSH.

* HUSH ^® является зарегистрированным товарным знаком Rocktron Corporation; Dolby ^® является зарегистрированным товарным знаком Dolby Laboratories, Inc.; DNR ^™ является товарным знаком National Semiconductor Corporation.

.

ИС для шумоподавления аудио | Analog Devices

SSM2000 * — это двухканальная звуковая ИС шумоподавления, которая снижает шум за счет комбинации переменной фильтрации и нисходящего расширения в сочетании с уникальным адаптивным детектором порога шума. Не требуя предварительного кодирования программного материала, эта комбинация методов дает общее снижение шума до 25 дБ для широкого спектра источников программ: AM и FM радио, катушка с открытой катушкой и кассетная лента, LP, компакт-диски, Dolby-B ^® -кодированные программы, каналы вещания студийных передатчиков и телефонные линии, а также другие источники звука без необходимости какой-либо дополнительной ручной настройки.Система шумоподавления HUSH ^® , реализованная в SSM2000, продемонстрировала способность существенно снижать уровень шума, сохраняя при этом точность и прозрачность мультимедиа ПК, систем внутренней связи, систем телеконференцсвязи, мобильной связи, автомобильной аудиосистемы, домашних стереосистем, телевизоров и др. бытовые и профессиональные аудиоприложения.

Аналоговые системы шумоподавления должны уметь различать «шипение», или белый шум, и исходный материал, а затем ослаблять шум.Один метод подавления шума предполагает, что все уровни сигнала ниже заранее выбранной величины являются шумом, а затем ослабляет этот шум с помощью усилителя, управляемого напряжением (VCA). Популярный вариант этого метода шумоподавления можно найти в кассетных ленточных системах Dolby B ^® . Этот двусторонний подход (кодирование-декодирование) обеспечивает улучшение отношения сигнал / шум примерно на 9-10 дБ за счет включения компрессора верхних частот на стороне записи и расширителя верхних частот во время воспроизведения.

Другой метод определяет и отклоняет шум путем измерения частотного содержания аудиосигнала и последующей фильтрации всего шума, который возникает выше самой высокой звуковой частоты.В этом методе используется фильтр, управляемый напряжением (VCF), и он является ключом к работе в несимметричной системе DNR ^™ , которая обеспечивает подавление шума около 10 дБ; производительность ограничена фиксированным порогом шума, который может быть неэффективным для очень зашумленного материала и может влиять на содержание сигналов без шума.

Несимметричная система HUSH ^® (рис. 1) объединяет аспекты обоих подходов, что приводит к подавлению шума до 25 дБ без необходимости предварительного кодирования .

Рисунок 1

Основным ключом к способности SSM2000 подавлять шум является его способность распознавать минимальный уровень шума, будь то низкоуровневое шипение аудиокассеты или шум более высокого уровня, мешающий приему слабых станций в сети. автомобильное радио. Это достигается с помощью запатентованного детектора порогового уровня шума, который работает по принципу, согласно которому практически весь программный материал содержит промежутки, в которых присутствует единственная энергия (особенно на частотах в диапазоне от 3 до 8 кГц) — это шум.Слежение за отрицательным пиком находит самый низкий из этих интервалов в заданное время и впоследствии приводит к значительному снижению усиления VCA (расширение вниз на ) для входных уровней вблизи этого порога. Порог постоянно обновляется, адаптирует к характеристикам входа.

Другой принцип заключается в том, что самые высокие амплитуды аудиосигнала обычно возникают на низких частотах (от 100 Гц до 1 кГц) и экспоненциально уменьшаются с увеличением частоты.Это дает возможность поддерживать широкую полосу пропускания для уровней сигнала, значительно превышающих минимальный уровень шума, но значительно сокращая полосу пропускания для входных уровней, приближающихся к минимальному уровню шума, подавляя в основном шум, с незначительным влиянием на прием сигнала, пока не будут происходить изменения в усилении и полосе пропускания. чрезмерно быстрый. Действительно, SSM2000 хорошо реагирует на внезапные переходы с низкого уровня шума на нормальный.

И Dolby ^® , и DNR ^™ требуют, чтобы уровни входной линии тщательно контролировались для достижения номинальной производительности.Это связано с тем, что предполагается, что величина минимального шума существенно не изменится. На самом деле минимальный уровень шума часто изменяется в зависимости от типа входного аудиосигнала в зависимости от оборудования, носителя записи, мощности сигнала приемника и окружающей среды. Как отмечалось выше, запатентованный детектор адаптивного порога шума в SSM2000 обнаруживает эти изменения и адаптирует работу VCA и VCF для оптимального снижения шума.

Внутри микросхемы левый и правый аудиоканалы через SSM2000 являются дифференциальными.Это значительно снижает сквозное управление и искажения за счет использования присущей способности подавления синфазного сигнала дифференциальных VCF, VCA и входов выходных усилителей. SSM2000 включает дополнительные функции. Например, для полного затухания предусмотрен MUTE с контролем уровня TTL. Кроме того, вывод DEFEAT позволяет проводить простое двухпозиционное сравнение шумоподавления HUSH ^® . Также предусмотрен внешний порт управления VCA для регулировки усиления; с простыми внешними цепями он может обеспечивать такие ценные функции, как автоматическое выравнивание громкости, сжатие и компенсация дорожного шума, используя в своих интересах информацию о величине и частоте, доступную на отдельных выводах SSM2000.SSM2000 может принимать широкий диапазон линейных уровней аудиосигнала, но для управления также можно использовать внешние схемы (до или после).

SSM2000 был разработан сотрудником компании Analog Devices Дереком Бауэрсом на нашем предприятии в Санта-Кларе. Джеймс К. Уоллер-младший из Rocktron, Inc., Рочестер-Хиллз, Миннесота, является изобретателем технологии шумоподавления HUSH.

* HUSH ^® является зарегистрированным товарным знаком Rocktron Corporation; Dolby ^® является зарегистрированным товарным знаком Dolby Laboratories, Inc.; DNR ^™ является товарным знаком National Semiconductor Corporation.

.