Suppression active du bruit. Systèmes de réduction du bruit dans les voitures modernes

Que vous entendiez davantage le grondement d'un wagon ou le son de votre composition préférée dépend directement du degré et de la qualité de la réduction du bruit de vos écouteurs. Comment se débarrasser des bruits extérieurs et, surtout, est-ce que cela en vaut la peine ?

Où et quand avez-vous besoin d’une réduction du bruit

Généralement recommandé pour une utilisation lors de longs voyages. Une affiche publicitaire typique montre un homme d’âge moyen bien habillé en classe affaires dans un avion. Sur les vols internationaux, vous croisez toujours quelques personnes qui mettent des écouteurs antibruit sur leur tête immédiatement après le décollage. Si l’on y réfléchit, un avion ou, disons, un train est loin d’être la seule raison d’utiliser des écouteurs antibruit. Le métro n’en est pas moins bruyant, et étant donné qu’il se trouve dans une rue animée de la ville, il est difficile d’écouter de la musique en ignorant le bruit des voitures qui passent. Encore plus histoire intéressante– utilisation de tels écouteurs en intérieur. Pour quoi? Eh bien, disons que vous pouvez écouter de la musique à la maison sans entendre la télévision fonctionner. Et dans un bureau qui bourdonne comme une ruche pendant la journée, vous pouvez travailler calmement et concentréement, dans le silence et le confort. Et laissez vos collègues envier votre tranquillité d'esprit !

Voulez-vous rester dans le silence et la solitude quand il y a du bruit et du chaos ? Procurez-vous bons écouteurs avec réduction du bruit. Il n'y a pas de meilleure façon de « couper le son » pendant un moment.

Est-il nécessaire d’acheter des écouteurs avec suppression active du bruit ?

La suppression du bruit dans les écouteurs peut être active ou passive. Commençons par le plus simple : le passif. Si vous utilisez des écouteurs de type fermé qui s'ajustent assez étroitement à vos oreilles, vous pouvez déjà obtenir un bon niveau d'isolation phonique.

Dans le cas des écouteurs intra-auriculaires, les embouts en mousse contribueront à améliorer l’isolation phonique. Mais pas tous, mais seulement des spéciaux, plus denses, avec une isolation phonique accrue. Parmi les buses en silicone, on ne peut manquer de citer celles à deux et trois circuits « à chevrons ». Mais n’oubliez pas qu’ils ne conviennent pas à tout le monde pour des raisons physiologiques et parfois psychologiques. Pour obtenir l'effet des sapins de Noël, vous devez les insérer suffisamment profondément dans le conduit auditif ; Dans ce cas, les pétales de silicone doivent créer au moins deux circuits d'isolation phonique à l'intérieur.

Les embouts en silicone de forme classique remplis de mousse ou de gel peuvent également être très efficaces. Ceux en gel sont plus denses et plus élastiques, mais ils provoquent une gêne lorsqu'ils sont portés longtemps si la taille ne vous convient pas, même légèrement. En général, en matière d'isolation des bruits extérieurs, le choix correct des embouts pour écouteurs intra-auriculaires joue un rôle clé. Outre le fait que des écouteurs trop grands et trop petits ne resteront pas dans vos oreilles, vous devez sélectionner avec précision leur taille et leur forme. Si le fabricant du casque a économisé de l'argent et n'a pas inclus une sélection suffisante d'embouts dans le kit, recherchez des options alternatives et prenez le temps de choisir les bonnes. Nous avions un document séparé sur le choix des coussinets d'oreille pour écouteurs -

La récompense sera non seulement le silence et le confort lors d'un port à long terme, mais également un son plus pur avec une profondeur et une richesse améliorées de la gamme des basses. Et le plus important est que plus les accessoires sont efficaces, moins il y a de raisons d'augmenter le volume du lecteur ; la musique sera de toute façon clairement audible.

Ainsi, des écouteurs intra-auriculaires de type fermé et des embouts correctement sélectionnés constituent un excellent moyen de se débarrasser des sons externes et de protéger votre audition de la surcharge due à la musique forte.

Qu’en est-il des écouteurs supra-auriculaires classiques ?

Avec des coussinets supra-auriculaires ou supra-auriculaires, ils offrent également un haut degré d’isolation passive des bruits extérieurs. Déterminer lesquels peuvent faire cela mieux que d’autres est assez simple. Premièrement, ils doivent être de type fermé, doux, moelleux ou avec une charge en mousse de haute technologie qui réagit à la chaleur. Et dans tous les cas, le matériau privilégié pour la finition des coussinets d’oreille est le cuir le plus doux possible, et la forme privilégiée est ovale. Même sans suppression active du bruit, ces écouteurs sont très efficaces pour éliminer les bruits extérieurs.

Comment fonctionnent les écouteurs intra-auriculaires avec suppression active du bruit ?

Les écouteurs antibruit ne sont pas nécessairement de gros ratés. Le principe de fonctionnement de la suppression active du bruit est simple. Il y a un microphone sur l'écouteur qui détecte le bruit provenant de l'extérieur et l'ajoute au signal audio reproduit en antiphase. La superposition du bruit extérieur sur sa version inversée aboutit au silence. Mais la musique reste intacte. Eh bien, ou presque intact.

Les écouteurs intra-auriculaires antibruit sont assez rares, mais ils existent. Raison possible Ce qui les rend impopulaires, c'est l'unité dotée d'une batterie et d'un processeur qui traite le son. Il est assez grand, lourd, ressemble et pèse comme un . Pourtant, ces écouteurs peuvent s’avérer très efficaces, surtout avec les bons conseils. Et leur principal avantage est que vous pouvez y dormir, par exemple, dans un avion ou un bus interurbain : il n'y a pas de bandeau ni de grands bonnets qui vous empêchent de vous allonger confortablement.

Caractéristiques des écouteurs supra-auriculaires avec suppression active du bruit

L'élite et l'artillerie lourde en matière de suppression du bruit -. Contrairement aux intra-auriculaires, leur microphone peut être installé non seulement à l'extérieur, mais également à l'intérieur des coupelles. Un microphone externe est plus efficace aux hautes et moyennes fréquences, tandis qu'un microphone interne a plus de capacité à annuler le bruit basse fréquence, mais perd en efficacité à mesure que la fréquence augmente. En d’autres termes, les écouteurs pour avions et métros doivent avoir un microphone à l’intérieur des écouteurs. Et pour se protéger de la télé agaçante ou des collègues de bureau bavards, mieux vaut choisir des écouteurs supra-auriculaires avec un microphone installé à l’extérieur ou des « antibruit » intra-auriculaires.

Les écouteurs les plus avancés et, par conséquent, les plus chers ont des microphones à l'extérieur et à l'intérieur. Parfois, il existe même plusieurs microphones de ce type, et si le fabricant ne s'est trompé nulle part, l'effet est étonnant. On se croirait presque dans une chambre anéchoïque. Décidez du bruit dont vous allez vous débarrasser en premier. Cela aidera à résoudre le problème sans acheter de modèles multi-microphones ultra coûteux.

Détails techniques de ces appareils

Les écouteurs avec suppression active du bruit, d'un point de vue technique, sont une chose simple, mais ils ont leurs propres caractéristiques. Certains fabricants, par exemple, intègrent une fonctionnalité qui vous permet d'entendre les sons environnants sans retirer vos écouteurs. Les microphones externes commencent à fonctionner en mode inverse, c'est-à-dire qu'ils transmettent tous les sons externes au casque, et vous pouvez, par exemple, parler à une personne sans retirer le casque, ou activer le son pour entendre une annonce retentissant dans un avion. .

Les fabricants de casques Hi-Fi transforment les casques antibruit en modèles actifs. Ils disposent déjà d'un amplificateur de puissance intégré, il ne reste plus qu'à le rendre de haute qualité et à rendre le système de suppression du bruit commutable. En conséquence, nous obtiendrons également la fonction d'écouteurs actifs, qui seront tout aussi faciles à coordonner avec n'importe quel smartphone ou lecteur, puisqu'ils ne dépendent pas de la puissance de l'amplificateur intégré. Lisez attentivement les spécifications. Certains écouteurs antibruit ont reçu une fonction de mode actif non pas en plus, mais à la place de la fonction passive habituelle.

Quels sont les inconvénients des écouteurs antibruit ?

Premièrement, seuls les écouteurs les plus high-tech et les plus chers sont capables de créer quelque chose de similaire. pour compléter le silence. La plupart des systèmes de réduction du bruit ne sont efficaces que sur une partie de la gamme de fréquences audibles. Par exemple, dans un avion, vous n'entendrez pas de bourdonnement, mais vous pourrez comprendre le discours de votre interlocuteur sans retirer vos écouteurs, ou, à l'inverse, la voix sera à peine distinguable, mais les bruits hautes et basses fréquences seront perturber votre audition.

Deuxièmement, assez souvent les écouteurs sont bruyants. Oui, oui, c’est vrai : les antibruit font du bruit. Le circuit de suppression du bruit est essentiellement un amplificateur capable de générer un bruit haute fréquence allant de à peine audible dans les modèles haut de gamme à un sifflement audible dans les modèles bas de gamme.

Troisième, - changement de caractère sonore. La plupart des casques antibruit disposent d’un bouton d’arrêt et sont capables d’un fonctionnement passif. Ainsi, les écouteurs avec réduction de bruit activée et désactivée sont deux modèles complètement différents en termes de caractère sonore.

Quatrièmement, ceci nutrition. Tous les écouteurs à réduction de bruit active sont rechargeables ou fonctionnent sur batterie. Même si vous utilisez batterie mobile, capables de recharger n'importe quel gadget à une altitude de 10 000 mètres au-dessus du sol, des modèles avec piles remplaçables sont recommandés (nous parlons généralement de piles AA ou AAA standard « de type doigt »). Charger la batterie intégrée prend du temps, mais vous pouvez simplement remplacer les piles et continuer à utiliser les écouteurs.

À l’exception des modèles onéreux, les casques antibruit constituent un compromis entre confort acoustique et qualité sonore en faveur du premier.

La question de l’utilité des écouteurs antibruit a, à notre avis, une réponse claire. Si vous prenez au moins parfois l'avion ou si vous êtes dans une pièce bruyante, c'est certainement une chose nécessaire. Dans une vie urbaine trépidante, le silence est une substance extrêmement précieuse. Les psychologues et les médecins disent que c'est utile et même nécessaire à la santé.

Cet exemple démontre l'utilisation de filtres adaptatifs pour atténuer le bruit acoustique dans les systèmes de réduction active du bruit.

Suppression active du bruit.

Les systèmes de contrôle actif du bruit sont utilisés pour atténuer les bruits indésirables se propageant dans l'air à l'aide d'appareils électroacoustiques : appareils de mesure (microphones) et excitateurs de signaux (haut-parleurs). Le signal de bruit provient généralement d'un appareil, tel qu'une machine tournante, et il est possible de mesurer le bruit à proximité de sa source. Le but d'un système de réduction active du bruit est de créer un signal « anti-bruit » à l'aide d'un filtre adaptatif qui atténuera le bruit dans une zone calme spécifique. Ce problème diffère de la réduction adaptative du bruit classique en ce sens que : - le signal de réponse ne peut pas être mesuré immédiatement, mais seule sa version atténuée est disponible ; - lors de l'adaptation, le système de réduction active du bruit doit prendre en compte l'erreur de propagation du signal secondaire des haut-parleurs vers le microphone.

Les tâches de réduction active du bruit sont discutées plus en détail dans le livre de S.M. Kuo et D.R. Morgan, "Systèmes de contrôle actif du bruit : algorithmes et implémentations DSP", Wiley-Interscience, New York, 1996.

Voie de propagation secondaire.

Le chemin de propagation secondaire est le chemin parcouru par le signal anti-bruit depuis la sortie du haut-parleur jusqu'au microphone de mesure d'erreur situé dans la zone calme. Les commandes suivantes décrivent la réponse impulsionnelle du trajet haut-parleur-microphone avec une bande passante limitée de 160 à 2 000 Hz et une longueur de filtre de 0,1 s. Pour cette tâche de réduction active du bruit, nous utiliserons une fréquence d'échantillonnage de 8000 Hz.

Fs = 8e3 ; % 8 kHz N = 800 ; % 800 comptes à 8 kHz = 0,1 seconde Débit = 160 ; % fréquence de coupure inférieure : 160 Hz Fhaut = 2000 ; % fréquence de coupure supérieure : 2000 Hz délaiS = 7 ; Ast = 20 ; % de suppression 20 dB Nfiltre = 8 ; % d'ordre de filtrage % Créer un filtre passe-bande pour simuler un canal à bande limitée% de bande passante Fd = fdesign.bandpass("N,Fst1,Fst2,Ast" ,Nfilt,Flow,Fhigh,Ast,Fs); Hd = design(Fd,"cheby2" ,"FilterStructure" ,"df2tsos" ,... "SystemObject" ,true); % Filtrage du bruit pour obtenir une réponse impulsionnelle du canal H = étape(Hd,); H = H/norme(H); t = (1:N)/Fs ; tracé(t,H,"b" ); xlabel("Heure, s" ); ylabel( "Valeurs de cotes"); titre( "Réponse impulsionnelle du chemin de propagation du signal secondaire");

Détermination de la voie secondaire de propagation.

La première tâche d’un système de réduction active du bruit est de déterminer la réponse impulsionnelle du chemin de propagation secondaire. Cette étape est généralement effectuée avant la réduction du bruit à l'aide d'un signal aléatoire synthétisé diffusé par les haut-parleurs en l'absence de bruit. Les commandes ci-dessous génèrent un signal aléatoire d'une durée de 3,75 secondes, ainsi qu'un signal mesuré par microphone avec une erreur.

NtrS = 30 000 ; s = randn(ntrS,1); % de synthèse de signal aléatoire Hfir = dsp.FIRFilter("Numérateur",H."); dS = step(Hfir,s) + ... % de signal aléatoire transmis par le canal secondaire 0,01*randn(ntrS,1); % de bruit du microphone

Créez un filtre pour évaluer le chemin de propagation secondaire.

Dans la plupart des cas, pour contrôler adéquatement l'algorithme, la durée de réponse du filtre estimant le chemin de propagation secondaire doit être plus courte que le chemin secondaire lui-même. Nous utiliserons un filtre d'ordre 250, ce qui correspond à une réponse impulsionnelle de 31 ms. Tout algorithme de filtrage FIR adaptatif convient à cet effet, mais l'algorithme LMS normalisé est généralement utilisé en raison de sa simplicité et de sa robustesse.

M = 250 ; muS = 0,1 ; hNLMS = dsp.LMSFilter("Méthode" ,"LMS normalisé" ,"StepSize" , muS,... "Longueur" , M); = étape(hNLMS,s,dS); n = 1:ntrS; tracé(n,dS,n,yS,n,eS); xlabel("Nombre d'itérations"); ylabel( "Niveau de signal"); titre( "Identification d'un chemin de propagation secondaire avec l'algorithme NLMS"); légende( "Signal attendu","Sortie de signal","Signal d'erreur" );

Exactitude de l'estimation résultante.

Comment la réponse impulsionnelle du chemin secondaire est-elle estimée avec précision ? Ce graphique montre les coefficients du chemin réel et du chemin calculé par l'algorithme. Seule la fin de la réponse impulsionnelle résultante présente des inexactitudes. Cette erreur résiduelle ne nuira pas aux performances du système ANC pendant qu'il travaille sur la tâche sélectionnée.

Terrain(t,H,t(1:M),Hhat,t,); xlabel("Heure, s" ); ylabel( "Valeurs de cotes"); titre( "Détermination de la réponse impulsionnelle du chemin de propagation secondaire"); légende( "Valide", "Évalué" , "Erreur" );

Le chemin principal de propagation du signal.

Le chemin du bruit à supprimer peut également être décrit à l'aide d'un filtre linéaire. Les commandes suivantes génèrent une réponse impulsionnelle du trajet source de bruit-microphone avec une bande passante limitée de 200 à 800 Hz et un temps de réponse de 0,1 s.

DélaiW = 15 ; Débit = 200 ; % fréquence de coupure inférieure : 200 Hz Fhaut = 800 ; % fréquence de coupure supérieure : 800 Hz Ast = 20 ; % de suppression 20 dB Nfiltre = 10 ; % d'ordre de filtrage % Créez un filtre passe-bande pour simuler une réponse impulsionnelle avec % bande limitée Fd2 = fdesign.bandpass("N,Fst1,Fst2,Ast" ,Nfilt,Flow,Fhigh,Ast,Fs); Hd2 = design(Fd2,"cheby2" ,"FilterStructure" ,"df2tsos" ,... "SystemObject" ,true); % Filtrage du bruit pour obtenir une réponse impulsionnelle G = étape (Hd2,); G = G/norme(G); tracé(t,G,"b" ); xlabel("Heure, s" ); ylabel( "Valeurs de cotes"); titre( "Réponse impulsionnelle du chemin de propagation primaire");

Suppression de bruit.

Une application typique de la suppression active du bruit consiste à étouffer le bruit des machines tournantes en raison de ses propriétés irritantes. Ici, nous allons générer artificiellement un bruit qui pourrait provenir d’un moteur électrique classique.

Initialisation du système.

L'algorithme le plus courant pour les systèmes de réduction active du bruit est l'algorithme LMS avec filtrage supplémentaire du signal de sortie du filtre avant de générer un signal d'erreur (algorithme LMS Filtered-x). Cet algorithme utilise l'estimation du chemin de propagation secondaire pour calculer un signal de sortie destructeur du bruit indésirable dans la zone du capteur de mesure d'erreur. Le signal de référence est une version bruitée du son indésirable mesuré à proximité de sa source. Nous utiliserons un filtre contrôlé avec un temps de réponse d'environ 44 ms et un pas de réglage de 0,0001.

% Filtre FIR utilisé pour modéliser le chemin de propagation principal Hfir = dsp.FIRFilter("Numérateur" ,G."); % Filtre adaptatif implémentant l'algorithme Filtered-X LMS L = 350 ; muW = 0,0001 ; Hfx = dsp.FilteredXLMSFilter("Length", L, "StepSize" ,muW,... "SecondaryPathCoefficients" ,Hhat); % Synthèse du bruit à l'aide d'ondes sinusoïdales A = [.01 .01 .02 .2 .3 .4 .3 .2 .1 .07 .02 .01] ; La = longueur (A); F0 = 60 ; k = 1:La ; F = F0*k ; phase = rand(1,La); % phase initiale aléatoire Hsin = dsp.SineWave("Amplitude", A, "Fréquence", F, "PhaseOffset", phase,... "SamplesPerFrame", 512, "SampleRate", Fs); % Lecteur audio pour lire les résultats de l'algorithme Hpa = dsp.AudioPlayer("SampleRate", Fs, "QueueDuration" ,2); % Analyseur de spectre Hsa = dsp.SpectrumAnalyzer("SampleRate" ,Fs,"OverlapPercent" ,80,... "SpectralAverages" ,20,"PlotAsTwoSidedSpectrum" ,false,... "ShowLegend" ,true);

Simulation du système de réduction active du bruit développé.

Nous allons ici simuler le fonctionnement d’un système de réduction active du bruit. Pour souligner la différence, la réduction du bruit sera désactivée pour les 200 premières itérations. Le son émis par le microphone avant suppression représente le « hurlement » caractéristique des moteurs industriels.

L'algorithme résultant converge environ 5 s (simulé) après l'activation du filtre adaptatif. En comparant les spectres du signal d’erreur résiduel et du signal bruité d’origine, on peut observer que la plupart des composantes périodiques ont été supprimées avec succès. Cependant, l’efficacité de la réduction du bruit stationnaire peut ne pas être uniforme sur toutes les fréquences. Cela se produit souvent dans les systèmes réels utilisés pour des tâches de contrôle actif du bruit. En écoutant le signal d'erreur, les « hurlements » gênants sont considérablement réduits.

pour m = 1:400 s = pas (Hsin) ; % de génération de sinusoïdes avec phase aléatoire x = somme(s,2); % de génération de bruit en ajoutant toutes les sinusoïdes d = étape(Hfir,x) + ... % de propagation du bruit à travers le canal principal 0,1*randn(taille(x)); % ajout de bruit accompagnant le processus de mesure si m<= 200 % désactive la réduction du bruit pour les 200 premières itérations e = ré ; autre % activer l'algorithme de réduction du bruit xhat = x + 0,1*randn(taille(x)); = étape(Hfx,xhat,d); étape finale (Hpa, e); % de reproduction du signal de sortieétape(Hsa,); % spectre des signaux originaux (canal 1) et atténués (canal 2) version finale (Hpa); % de haut-parleurs muets libération (Hsa); % désactiver l'analyseur de spectre Avertissement : La file d'attente est sous-exploitée de 3 456 échantillons. Essayez d'augmenter la durée de la file d'attente, la taille du tampon ou le débit.

Aujourd'hui, le marché propose une variété de modèles de casques, parmi lesquels vous pouvez choisir entre des modèles chinois bon marché et des produits coûteux. De plus, leur coût dépend en grande partie de la composante technique. La plupart des écouteurs fermés La technologie de réduction active du bruit est utilisée. La rumeur veut que cela provoque des maux de tête lorsqu'on écoute de la musique pendant une longue période.

Un peu d'histoire

Il convient de considérer l'histoire et le principe de fonctionnement du système de réduction active du bruit. La musique permet à une personne de se détendre, de faire face à des émotions fortes, elle l'accompagne tout au long de sa vie. Les fabricants ont commencé à réfléchir à la musique portable au milieu du siècle dernier, c'est pourquoi, en 79, Sony a créé un lecteur de cassettes. En quelques années, cet appareil fut reconnu comme la plus grande invention de l’entreprise. En 84, le premier lecteur CD a été créé, et déjà en 98, les utilisateurs ont mis à la disposition des utilisateurs des lecteurs MP3, qui sont encore utilisés aujourd'hui. Le développement de cette industrie ne peut être caractérisé sans mentionner les écouteurs, car ils fournissaient un son de bonne qualité.

Le système de réduction active du bruit a commencé son histoire dans les années quarante du siècle dernier.. C'est alors que l'inventeur Paul Luge a breveté une étude décrivant le principe de fonctionnement des ondes sinusoïdales. Dans les années 1950, Lawrence Vogel a utilisé un système de suppression du bruit dans un hélicoptère et un avion. Ce système a commencé à être utilisé dans les écouteurs en 1957, lorsque Willard Meeker a réussi à couper le bruit de 50 à 500 Hz. Déjà dans les années 80, des écouteurs pour l'aviation ont commencé à être produits, ils utilisaient cette technologie.

Comment fonctionne le système de réduction du bruit ?

Si l’on considère le principe de fonctionnement de l’ASP, les experts le décrivent assez simplement. Chaque son individuel est une onde, ce qui signifie qu’il peut être réfléchi. Et cette onde inversée annulera complètement celle d’origine. Si l’on prend l’exemple des écouteurs qui utilisent le système, les microphones seront situés à l’intérieur. Ils sont conçus pour mesurer le niveau de bruit généré. Par conséquent, le signal sonore reçu est converti en une onde inversée, après quoi il est transmis au haut-parleur principal. Ici, l'antiphase au bruit fonctionne, tandis que la musique n'est pas endommagée en tant que signal utile, de ce fait le bruit est supprimé.

Efficacité du système de suppression active du bruit

Tout d'abord, il faut dire qu'un tel système ne fonctionne pas bien sur toute la gamme de fréquences, mais dans l'intervalle d'environ 100 à 1 KHz. Dans ce domaine, les bons modèles de casques peuvent offrir une réduction du bruit jusqu'à -30 dB. Dans la plage sonore la plus basse, jusqu'à 100 Hz, une personne perçoit les vibrations sonores non pas tant avec les oreilles qu'avec le corps, et les écouteurs, quel que soit le niveau de compensation qu'ils offrent, ne vous épargneront pas du bruit.

Au-dessus de 1 kHz, le système peut même ajouter un peu de bruit. Cependant, il ne s'agit pas d'un bourdonnement de rue, mais d'un « sifflement » uniforme, calme et également très silencieux -
On ne peut l'entendre que dans un environnement très calme.


Dans la gamme 100-1000 Hz, sous réserve d'une mise en œuvre de qualité, la « réduction du bruit » est tout à fait capable de réduire considérablement la pression acoustique de l'environnement. Avec de bons écouteurs antibruit, il est tout à fait possible d’avoir l’impression d’être dans une pièce calme et déserte alors que l’on est dans une rue bruyante.

Sur certains modèles, la réduction du bruit fonctionne vraiment à merveille. Il s'agit par exemple de la nouvelle gamme Bose et des anciens modèles Sony, notamment le MDR-1000x : vous mettez des écouteurs et au début vous refusez d'en croire vos oreilles.

Des modèles tels que Sennheiser Momentum 2.0 Wireless, Parrot Zik et toutes sortes de Beats font un très bon travail en matière de réduction du bruit. Dans le même temps, dans de nombreuses options budgétaires « sans nom », la « réduction du bruit » ne peut être présente que nominalement et l'effet de son travail tend vers zéro.

Pourquoi ai-je mal à la tête?

Beaucoup de gens pensent que l’utilisation d’un tel système rend la musique meilleure et l’expérience d’écoute plus confortable. Mais ce n’est pas le cas. Les gens ont commencé à utiliser activement de tels appareils, car les écouteurs dotés de systèmes de réduction active du bruit deviennent de plus en plus populaires. Dans le même temps, le marché propose des produits dans différentes catégories de prix, notamment les fiches habituelles et les modèles pleine grandeur. Vous devez comprendre que la technologie ne reste pas immobile, que le système s'améliore et que la qualité sonore de la musique s'améliore constamment. Les fabricants tentent également de promouvoir les appareils dotés de cette technologie en prenant diverses décisions marketing. Mais certains acheteurs sont contraints de refuser un tel achat, malgré la qualité sonore. Cela est dû au fait qu’ils ne tolèrent pas la suppression active du bruit. Chez certaines personnes, le corps réagit à l'absence de sons parasites et au son cristallin de la musique par un mal de tête. Les écouteurs semblent parfaits, mais cet effet peut se produire pour plusieurs raisons.

1. L'effet du balancement sur un navire. Si vous êtes familier avec le mal de mer, si vous avez du mal à être à bord des navires, vous risquez de vous retrouver dans la catégorie des personnes qui ne supportent pas l'ASN (système de suppression active du bruit). Vous ne représentez peut-être que 7 % de tous les utilisateurs, mais il y a de fortes chances que vous fassiez partie de ces personnes. L’idée est que lorsque vous utilisez ces écouteurs, vous trompez votre cerveau, tout comme lorsque vous êtes sur un bateau. Vous marchez dans la rue et voyez des passants, une circulation bruyante, un vent violent. Les organes de la vision transmettent au cerveau l'information que vous êtes à l'extérieur, mais les organes de l'audition ne transmettent pas de bruit dû à l'utilisation du système. C'est pourquoi le cerveau est confus, c'est pourquoi des malaises et des maux de tête apparaissent.
2. Stimulation monotone. Après avoir compris le principe de fonctionnement du système, il convient de souligner que pour chaque action il y a une réaction. Grâce au fonctionnement du système, les fabricants sont capables d'éliminer le bruit et de permettre à l'auditeur d'être complètement immergé dans la musique. Mais il faut tenir compte du fait que dans ce cas, les organes du son seront affectés par des ondes sonores monotones. Et le cerveau humain est réglé exclusivement pour recevoir une variété de sons. Il convient de mentionner les particularités du système nerveux, qui peut réagir négativement à un son aussi pur. En raison des caractéristiques du corps, des nausées et des maux de tête peuvent survenir lors de l'utilisation du système. Cependant, il est impossible de prédire qui est prédisposé à de telles conséquences et qui ne l’est pas.
3. Le silence n'est pas la clé de la paix. Des fabricants renommés testent les appareils qu'ils créent dans des organisations spéciales. Les recherches sont effectuées dans des salles spéciales, dites pièces absolument calmes. Presque tous les bruits parasites sont bloqués dans les pièces. Cela crée des conditions idéales pour tester les équipements. Mais les experts estiment que le silence absolu ne contribue pas au calme du corps.

   Si une personne se retrouve dans une telle pièce, elle sera hantée par un sentiment d'anxiété. Au bout de quelques minutes, il commencera à entendre le couinement d'un moustique et le grondement de son propre estomac. Cinq minutes seulement dans de telles conditions suffisent pour que le corps entre dans un état d'anxiété et d'agitation. Des études ont montré qu'une personne ne peut pas passer plus de 45 minutes dans une telle pièce. Bien que l'utilisation des systèmes ne crée pas un silence absolu car la musique joue, le principe de fonctionnement du système affecte le concept de silence absolu. Après tout, lorsqu'elle utilise de tels écouteurs, une personne n'entend que de la musique. C’est pourquoi les gens peuvent ressentir des maux de tête et des nausées lorsqu’ils utilisent des appareils.

4. Effets de basses négatifs. Lors de la création de musique, toutes les fréquences sont divisées en hautes, moyennes et basses. Le système utilisé dans les écouteurs est conçu pour exclure toutes les basses fréquences qui constituent le bruit de la rue. Il existe un risque dans le système de « supprimer » un signal sonore utile, c'est-à-dire la musique. Une onde sonore créée en antiphase est riche en basses fréquences. Comme on le sait, ils peuvent affecter le liquide, provoquant des vibrations, et par conséquent, ils peuvent également affecter l'appareil vestibulaire, qui est rempli d'un liquide spécial - l'endolymphe. Pour cette raison, des basses puissantes à une certaine fréquence peuvent provoquer des maux de tête.
5. Les défauts de conception peuvent également causer des maux de tête. Si l’arceau du casque est trop serré, cela peut provoquer des irritations et des maux de tête. Il s’agit d’un problème général des écouteurs supra-auriculaires qui ne s’applique pas spécifiquement à la suppression active du bruit. Les produits doivent être tenus sur la tête, ils ne doivent donc pas être trop faibles, sinon ils ne tiendront pas. Mais ils ne doivent pas être trop serrés, car une tension constante peut entraîner une augmentation de la pression. Après seulement quelques heures d'écoute de musique avec de tels écouteurs, vous aurez mal à la tête et vous pourriez également avoir la nausée.

Ce qu'il faut considérer lors de l'achat d'un casque à réduction active du bruit

Ces écouteurs présentent de nombreux avantages qui les rendent uniques et modernes. Cela inclut le confort d'écoute des morceaux et un niveau élevé de détail sonore. Dans le même temps, on observe un niveau de volume sûr qui ne nuit pas à la santé des organes auditifs. Mais tous ces points ne garantissent pas que le corps répondra positivement à l’ASP. Si vous ne voulez pas vous plaindre d’un mal de tête, vous devriez d’abord essayer les écouteurs d’amis ou de connaissances. Cela éliminera l'impact négatif du système sur votre corps et votre état général, pour cela vous devrez écouter de la musique avec des écouteurs pendant environ 2,5 heures.

Quel est le résultat ?

Les écouteurs avec réduction active du bruit sont un outil pratique pour écouter de la musique confortablement dans une ville moderne. Ils conviennent bien à ceux qui ont l'habitude de ne pas se séparer de leur radio ou de leur playlist préférée, mais qui ressentent en même temps une gêne due aux « gouttelettes » dans les oreilles. Ils séduiront également ceux qui travaillent dans des environnements bruyants, marchent beaucoup dans la rue ou prennent le métro. En même temps, vous n'êtes pas obligé d'écouter constamment de la musique - vous pouvez simplement activer le système de réduction du bruit et vous retrouver en silence, tout en étant au milieu d'une métropole bruyante.

De manière générale, un développement actif est prévu pour le segment des casques sans fil, et le refus des grands fabricants de smartphones d'utiliser une prise audio 3,5 mm devrait y contribuer de manière significative. La « réduction du bruit » dans de telles conditions peut devenir une option standard pour les écouteurs sans fil de haute qualité. Malgré le fait que la mise en œuvre d'un tel système dans un appareil, qui a priori dispose d'un remplissage électronique et de batteries, ne semble pas trop coûteuse

Le marché actuel est représenté par des milliers de modèles d'écouteurs : des bouchons d'oreilles chinois NoName bon marché aux casques exclusifs. Conception audio finale, coûte plus cher $8 000 . Les prix dépendent des besoins des clients et de la technologie. Aujourd'hui, nous parlerons de la technologie de réduction active du bruit installée dans la plupart des écouteurs de type fermé, et surtout, nous découvrirons les causes des maux de tête lors de l'écoute prolongée de telles « oreilles ».

Système de réduction active du bruit. Histoire et principe de fonctionnement

La musique est depuis longtemps devenue le compagnon le plus fiable de l’homme. Pour toute humeur, état, émotion et expérience, il y a toujours une mélodie qui peut réchauffer votre âme, votre cœur et vos pensées. Les fabricants ont commencé à réfléchir à la musique portable au milieu du siècle dernier. En 1979, l'entreprise Sony a présenté le premier lecteur de cassettes portable Walkman TPS-L2. Plusieurs décennies plus tard, ce développement fut reconnu comme l’une des plus grandes inventions de l’entreprise. En 1984, le constructeur japonais, dans l'air du temps, sort le premier lecteur CD Sony Discman D50. À l'été 1998, le premier lecteur MP3 fait irruption sur le marché. MPMan F10, d'une capacité de 32 Mo. Et pendant tout ce temps, l'évolution des joueurs s'est accompagnée du développement de garants d'un son de haute qualité et de bonne qualité - les écouteurs.

L'historique du développement du système de réduction active du bruit (ci-après - SAS) commence au loin 1934 quand l'inventeur Paul Lug reçoit un brevet décrivant le principe d'annulation des signaux sinusoïdaux émis par un haut-parleur. En 1950 Laurent Vogel est un pionnier dans l'utilisation de systèmes de suppression du bruit dans les cockpits d'hélicoptères et les cabines d'avions.

Je suis revenu aux écouteurs SAS 1957 année où Willard Meeker sur le modèle fonctionnel présenté d'écouteurs supra-auriculaires, j'ai pu couper le bruit dans la plage audio de 50 à 500 Hz. Le premier modèle de production d'écouteurs doté d'un système de réduction active du bruit a été présenté par la société Boseà la fin des années 80 et était utilisé dans l'aviation.

Bose Quiet Comfort : le début

Le principe de fonctionnement du SAS, d'un point de vue physique, est très simple. Tout son est représenté par une onde, ce qui signifie que vous pouvez créer son image miroir - une onde inversée, qui annulera complètement l'originale.

Les écouteurs, équipés d'un système de réduction active du bruit, contiennent des microphones. Leur tâche est de mesurer le niveau de bruit ambiant. Le signal sonore reçu de l'extérieur est converti en une onde inversée et transmis au haut-parleur principal. La nouvelle vague est active dans antiphase(moins le signal utile - la musique) au bruit et réduit ainsi son son à zéro.

Mal de tête

Il semblerait que l'utilisation de la technologie de suppression active du bruit devrait améliorer considérablement la vie des mélomanes passionnés qui ne peuvent imaginer aller au travail, marcher ou se divertir activement sans des écouteurs supra-auriculaires enroulés autour de leur tête, une dynamique musicale et un rythme. Le nombre de modèles équipés de SAS est valable. Le marché propose des écouteurs dans une grande variété de catégories de prix et de facteurs de forme : des écouteurs compacts bon marché aux moniteurs de studio lourds. Le système de réduction de bruit s'améliore chaque jour, la qualité de lecture de la musique augmente, les fabricants trouvent de plus en plus de solutions marketing pour populariser les écouteurs dotés du système Annulation de bruit. Mais il existe une catégorie de personnes qui, malgré toute leur attitude positive envers le son portable, sont obligées d'abandonner tous les avantages technologiques des « écouteurs parfaits » pour une raison simple : intolérance au système de suppression active du bruit.

Les réalités du marché actuel sont très différentes de celles d’il y a seulement 10 à 15 ans. Avant de se rendre au magasin, l'acheteur étudie attentivement les avis, les avis et relit une douzaine ou deux avis, et décide alors seulement d'acheter.

Parmi les avis consacrés à la catégorie des écouteurs dotés d'un système de réduction active du bruit de marques aussi connues que Sony, vous trouverez de nombreux aspects positifs. Oui, les fabricants ont vraiment fait beaucoup pour garantir que les écouteurs non seulement sonnent bien, mais qu'ils s'adaptent également confortablement et ont un design intéressant. Lisez les lignes plus attentivement et vous verrez qu'un petit pourcentage d'heureux propriétaires se plaignent de maux de tête et de nausées constants lorsqu'ils portent des écouteurs avec ASP. De quoi s’agit-il : des avis personnalisés émanant de partis concurrents ou une réalité à laquelle tout le monde n’est pas confronté ? Alors pourquoi avez-vous mal à la tête lorsque vous utilisez des écouteurs apparemment parfaits qui vous permettent de profiter d'un son cristallin sans bruit parasite ?

Première raison : quand la mer est agitée.

Si au moins une fois dans votre vie vous avez dû éprouver toute l'amertume d'un état déplorable, qui s'accompagne du mal de mer, je m'empresse de vous contrarier. Vous êtes peut-être dans la catégorie des malchanceux 5-7% les personnes pour qui les écouteurs avec suppression active du bruit resteront une avancée technologique inutile.

Le mal de mer et les maux de tête provoqués par les écouteurs ASP ont de nombreux points communs. Au moment où une personne se repose calmement dans la cabine d’un navire, le cerveau comprend que le corps est au repos. En même temps, le navire se balance constamment sur les vagues et ce mouvement est capturé par notre accéléromètre interne - Appareil vestibulaire. L'endolymphe qui se déplace dans le conduit auditif irrite les terminaisons nerveuses, qui envoient une impulsion au cerveau, indiquant clairement que le corps est en mouvement. Mais vous êtes allongé dans un fauteuil dans une cabane douillette !

En mettant des écouteurs avec suppression active du bruit et en sortant, vous trompez, sans vous en rendre compte, votre cerveau. Des passants venant vers vous, une autoroute bruyante, le bourdonnement des roues, un vent violent - les organes de la vision dressent clairement un tableau du fait que vous êtes dans la rue. Mais les organes auditifs indiquent un silence complet. Cette divergence confond le cerveau. Hélas, un mal de tête est garanti.

Deuxième raison : un stimulus monotone.

Ayant compris comment fonctionne la suppression active du bruit, grand-père Newton aurait dit ceci : « La force est contre-forcée. » Une bataille si sonore et processus d'interférence en conséquence, nous obtenons le résultat souhaité : nous éliminons les bruits ambiants inutiles et pouvons nous immerger complètement dans la musique.

Il n’y a qu’un seul « mais ». En raison de ce brouillage sonore constant, des ondes sonores monotones agissent sur les tympans. Cela ne signifie pas que nous devrions entendre un bourdonnement ou un bruit étranger. Le cerveau perçoit exclusivement la variété des toniques sonores d'un enregistrement ou d'une piste audio particulière, mais le système nerveux... L'action de telles vibrations est le principe qui fonctionne à la base du système de réduction active du bruit et, hélas, c'est impossible pour prédire à quel organisme cela entraînera des nausées et des maux de tête.

Troisième raison : le silence n’est pas toujours calme.

Dans les instituts de recherche et les laboratoires impliqués dans l'étude du son et des ondes sonores, il existe ce qu'on appelle « chambres absolument calmes ». Ils sont conçus de telle manière qu'ils peuvent bloquer jusqu'à 99,9% tout le bruit. C'est dans de telles salles que des marques de renommée mondiale testent des équipements audio coûteux et de haute qualité.

Imaginez que vous vous retrouvez dans une telle pièce. Après quelques secondes, vous commencerez à entendre le couinement d'un moustique. Quelques minutes plus tard, un estomac qui gargouille et un cœur qui bat la chamade. Cinq minutes de silence absolu commenceront à créer un état d’anxiété et d’excitation dans le corps. Pas une seule personne ne pourrait rester debout plus de 45 minutes dans une telle pièce.

Malgré le fait que lorsqu'on écoute de la musique avec des écouteurs dotés d'un système de réduction active du bruit, le silence absolu est hors de question, le principe même de fonctionnement de l'ASH recoupe cette « pièce absolument silencieuse ». Les personnes dont le corps n'est pas adapté à ce type d'écouteurs ressentiront des maux de tête et des nausées à cause 1,5 – 2 heures opération.

Quatrième raison : la basse est mon ennemie

En fonction de la hauteur, toutes les fréquences sonores lors de l'égalisation sont généralement divisées en : haute, moyenne et basse. Le système de suppression active du bruit fait de son mieux pour supprimer les basses fréquences, qui saturent principalement le bruit de la rue qui nous entoure. La situation est pire avec les hautes fréquences, car il existe un risque de suppression du signal sonore utile représenté par la musique.

L'onde sonore miroir, reproduite en antiphase pour supprimer le bruit ambiant, est précisément la plus saturée basses fréquences. Les basses fréquences provoquent des vibrations maximales lorsqu'elles sont exposées à un liquide, et si l'on prend en compte le fait que l'appareil vestibulaire humain est rempli endolymphe, puis les vibrations constantes des basses en plein essor provoquent des maux de tête.

Cinquième raison : défaut de conception

Une autre raison pour laquelle le propriétaire d'écouteurs dotés d'un système de réduction active du bruit peut constamment éprouver des maux de tête est que l'arceau est trop serré. Cependant, il s'agit d'un problème courant avec les casques supra-auriculaires et SAS lui-même ne peut guère en être blâmé.

La caractéristique de conception de tout casque supra-auriculaire est un bandeau élastique qui doit les maintenir sur la tête. Une tension constante sur la zone temporale entraîne une augmentation de la pression. Après quelques heures d'utilisation d'écouteurs aussi « serrés », des maux de tête et des nausées surviennent.

Comment éviter les achats inutiles

Bien entendu, les écouteurs équipés d'un système de réduction active du bruit présentent de nombreux avantages : un confort d'écoute de la musique, un niveau de détail sonore élevé et un niveau de volume sûr. Hélas, il est impossible de prédire exactement comment votre corps réagira au SAS. Avant de donner votre argent durement gagné et, littéralement, de ne pas vous plaindre du mal de tête, essayez d'emprunter des écouteurs équipés d'ASP à des amis ou à des connaissances. N'oubliez pas que pour comprendre si SAS a réellement un effet négatif sur votre état, vous devez écouter des écouteurs pendant plus de 2 à 2,5 heures.

Après avoir acheté le modèle d'écouteur qui vous plaît, qui s'appelle « sans regarder », selon Article 502 Code civil de la Fédération de Russie et article 25 Loi de la Fédération de Russie du 7 février 1992 n° 2300-1 « Sur la protection des droits des consommateurs », vous disposez de 14 jours pour retourner les marchandises qui ne correspondent pas « en termes de style, de couleur ou de dimensions », sous réserve de toutes les conditions de stockage. Pour éviter les désaccords et les refus de retour, avant d'acheter, relisez les articles ci-dessus et consultez un conseiller dans un magasin particulier.

4,75 sur 5, noté : 8 )

site web Le marché actuel est représenté par des milliers de modèles de casques : depuis les bouchons d'oreille chinois bon marché NoName jusqu'au Final Audio Design exclusif, coûtant plus de 8 000 $. Les prix sont déterminés par les besoins des clients et la technologie. Aujourd'hui, nous parlerons de la technologie de réduction active du bruit installée dans la plupart des écouteurs de type fermé, et surtout, nous découvrirons les causes des maux de tête lors de l'écoute prolongée de telles « oreilles ». Système de réduction active du bruit. Histoire...

Une onde sonore est une onde de compression et de raréfaction de l'air. Si vous utilisez des haut-parleurs pour créer des ondes de même fréquence et amplitude, mais de phase opposée, elles s'affaiblissent mutuellement. C'est le principe de fonctionnement de l'ANC (Active Noise Control), illustré sur la figure 1. La réduction active du bruit est une technologie qui permet de réduire considérablement les niveaux de bruit, surtout si la source sonore est bien localisée. L'ANC montre des résultats encore meilleurs si le spectre de bruit comporte des composantes périodiques.

La société innovante Promwad développe des systèmes de réduction active du bruit intégrés et évolutifs pour diverses applications.

Domaines d'application des systèmes ANC

• Ventilation
• Armoires serveurs silencieuses
• Fenêtres et pentes
• Voitures et camions

Figure 1 - Principe de fonctionnement de l'ANC

Appareils de ventilation, hottes, compresseurs

Une application évidente de la suppression active du bruit est ventilation- appareils de ventilation, hottes, compresseurs. Les systèmes de ventilation mécanique sont bruyants, ce qui peut avoir un impact négatif sur les personnes qui passent de longues périodes dans ces zones. Un exemple d’un tel espace serait les pièces « propres » où les gens doivent travailler de longues heures à la fois. Le principe de réduction active du bruit a été proposé il y a longtemps, en 1936 par P. Leug, mais à cette époque il n'était pas techniquement possible d'appliquer le système ANC au sens moderne du terme, et jusqu'à récemment, le problème du bruit de ventilation était résolu uniquement en installant des structures insonorisantes, des écrans acoustiques et divers résonateurs . Nous développons actuellement un système ANC évolutif pour la ventilation.

Cet extrait audio montre le résultat d'une simulation du système ANC. Au début il est éteint, le bruit du ventilateur est clairement audible. Ensuite, le système s'allume et le bruit s'affaiblit - les composants périodiques disparaissent du spectre. Dans l’exemple présenté, l’isolation phonique passive n’a pas été modélisée, ce qui peut encore améliorer le résultat.

Boîtiers de serveur silencieux

Boîtiers de serveur silencieux- un autre produit populaire où le système ANC peut être utilisé avec succès en conjonction avec des moyens d'isolation phonique passive. Cette symbiose des deux principes est plus efficace car le bruit est atténué sur toute la gamme de fréquences : l’ANC est plus efficace dans la région des basses fréquences, et l’isolation acoustique passive est plus efficace dans la région des moyennes et hautes fréquences. D'une manière générale, l'isolation acoustique passive peut être efficace dans la gamme des basses fréquences, mais l'épaisseur du matériau d'insonorisation doit être au moins la moitié de la longueur d'onde. Par exemple, pour un bourdonnement d'une fréquence de 50 Hz, une isolation phonique efficace nécessite une couche de matériau d'environ 3 mètres d'épaisseur, ce qui est une exigence irréaliste pour une armoire de serveur. Et le système ANC est beaucoup plus compact et n'interfère pas non plus avec le flux d'air pour la ventilation du contenu de l'armoire.

Fenêtres et pentes à double vitrage

Un domaine d'application prometteur pour l'ANC est fenêtres et pentes à double vitrage. Si la maison est située à proximité d'une autoroute, un bruit constant peut nuire à la santé des résidents. Par conséquent, nos plans immédiats incluent l’adaptation de l’ANC pour une installation dans des fenêtres à double vitrage et des pentes de fenêtres. Il est difficile de surestimer la popularité de telles fenêtres - il vaut la peine d’imaginer une nuit d’été où vous ne pouvez pas ouvrir la fenêtre à cause du bruit de la rue et où vous ne voulez pas dormir avec le climatiseur allumé.

Réduction du bruit dans les voitures

Développement ANC pour utilisation dans les voitures, voitures et camions- l'un de nos objectifs immédiats. Le bruit dans une voiture provient principalement du bruit des pneus sur la chaussée et se transmet par la suspension et la carrosserie. La difficulté des systèmes de suppression réside dans la nécessité de positionner les haut-parleurs de manière à ce que leur onde sonore interfère avec le bruit ambiant précisément dans les zones où se trouvent les personnes. Nous prévoyons de développer un système destiné à la fois à la mise en œuvre par les grands constructeurs automobiles et aux personnalisateurs.

Caractéristiques:

• Nombre de haut-parleurs compensateurs : 1-8
• Nombre de microphones/capteurs non acoustiques : 2-16
• Plage de fréquence de fonctionnement : 20 Hz - 1 000 Hz
• Niveau d'atténuation périodique : 25 dB

Vous souhaitez mettre en œuvre des technologies de réduction du bruit dans votre projet ?
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