Cancelamento de ruído ativo. Sistemas de redução de ruído em carros modernos

Se você ouvirá mais o barulho de um vagão de trem ou o som de sua composição favorita depende diretamente do grau e da qualidade da redução de ruído de seus fones de ouvido. Como você pode se livrar do ruído externo e, o mais importante, vale a pena fazer isso?

Onde e quando você precisa de redução de ruído

Geralmente recomendado para uso em viagens longas. Um típico cartaz publicitário mostra um homem de meia-idade bem vestido na classe executiva em um avião. Em voos internacionais, você sempre encontra algumas pessoas colocando fones de ouvido com cancelamento de ruído na cabeça imediatamente após a decolagem. Se você pensar bem, um avião ou, digamos, um trem está longe de ser o único motivo para usar fones de ouvido com cancelamento de ruído. O metrô não pode ser menos barulhento e, por estar em uma rua movimentada da cidade, é difícil ouvir música ignorando o barulho dos carros que passam. Ainda mais história interessante– uso desses fones de ouvido em ambientes fechados. Para que? Bem, digamos que você possa ouvir música em casa e não ouvir a TV ligada. E num escritório que vibra como uma colmeia durante o dia, você pode trabalhar com calma e concentração em condições de silêncio e conforto. E deixe seus colegas invejarem sua tranquilidade!

Você quer permanecer em silêncio e na solidão quando há barulho e caos ao seu redor? Obtenha você mesmo bons fones de ouvido com redução de ruído. Não há melhor maneira de “desligar o som” por um tempo.

É necessário comprar fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo?

O cancelamento de ruído nos fones de ouvido pode ser ativo ou passivo. Vamos começar com o mais simples - passivo. Se você usar fones de ouvido fechados que se encaixem bem nos ouvidos, já poderá obter um bom nível de isolamento de ruído.

No caso de fones de ouvido intra-auriculares, as pontas de espuma ajudam a melhorar o isolamento de ruído. Mas não todos, mas apenas os especiais, mais densos, com maior isolamento acústico. Entre os bicos de silicone, não se pode deixar de citar os de dois e três circuitos “espinha de peixe”. Mas não se esqueça que não são adequados para todas as pessoas por razões fisiológicas e, por vezes, psicológicas. Para obter o efeito de árvores de Natal, você precisa inseri-las profundamente no canal auditivo; Neste caso, as pétalas de silicone devem criar pelo menos dois circuitos de isolamento acústico em seu interior.

Pontas de silicone de formato clássico preenchidas com espuma ou gel também podem ser muito eficazes. Os de gel são mais densos e elásticos, mas causam desconforto quando usados ​​por muito tempo se o tamanho não combina com você, mesmo que um pouco. Em geral, na questão do isolamento de ruídos externos, a seleção correta de pontas para fones de ouvido intra-auriculares desempenha um papel fundamental. Além do fato de que fones de ouvido excessivamente grandes e pequenos não ficarão em seus ouvidos, você precisa selecionar com precisão seu tamanho e formato. Se o fabricante dos fones de ouvido economizou dinheiro e não incluiu uma seleção suficiente de dicas no kit, encontre opções alternativas e reserve um tempo para escolher as corretas. Tínhamos um material separado sobre a escolha de protetores de ouvido para fones de ouvido -

A recompensa não será apenas silêncio e conforto durante o uso prolongado, mas também um som mais limpo com maior profundidade e riqueza da faixa de graves. E o mais importante é que quanto mais eficazes forem os acessórios, menos motivos haverá para aumentar o volume do reprodutor;

Assim, fones de ouvido intra-auriculares fechados e pontas devidamente selecionadas são uma excelente forma de se livrar dos sons externos e proteger sua audição da sobrecarga com música alta.

E quanto aos fones de ouvido normais?

Com almofadas sobre os ouvidos ou sobre os ouvidos, eles também apresentam um alto grau de isolamento passivo de ruído externo. Descobrir quais podem fazer isso melhor do que outros é bastante simples. Primeiramente, devem ser do tipo fechado, macios, fofos ou com enchimento de espuma de alta tecnologia que reaja ao calor. E em todos os casos, o material preferido para o acabamento das almofadas é o couro mais macio possível, e o formato preferido é o oval. Mesmo sem cancelamento de ruído ativo, esses fones de ouvido são muito eficazes na eliminação de ruídos externos.

Como funcionam os fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo?

Fones de ouvido com cancelamento de ruído não são necessariamente um grande fracasso. O princípio de funcionamento do cancelamento de ruído ativo é simples. Existe um microfone no fone de ouvido que detecta ruídos vindos de fora e os adiciona ao sinal de áudio reproduzido em antifase. A sobreposição de ruído externo à sua versão invertida resulta em silêncio. Mas a música permanece intocada. Bem, ou quase intocado.

Fones de ouvido intra-auriculares com cancelamento de ruído são bastante raros, mas existem. Razao possivel O que os torna impopulares é a unidade com bateria e processador que processa o som. É bastante grande, pesado, parece e pesa como um. No entanto, esses fones de ouvido podem ser muito eficazes, especialmente com as pontas certas. E a principal vantagem é que você pode dormir com eles, por exemplo, em um avião ou ônibus intermunicipal: não há faixa para a cabeça ou xícaras grandes que impeçam você deitar-se confortavelmente.

Recursos de fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo

A elite e a artilharia pesada em matéria de supressão de ruído -. Ao contrário dos intra-auriculares, o microfone pode ser instalado não apenas no exterior, mas também no interior dos copos. Um microfone externo é mais eficaz em frequências altas e médias, enquanto um microfone interno tem mais capacidade de cancelar ruídos de baixa frequência, mas perde eficácia à medida que a frequência aumenta. Ou seja, fones de ouvido para aviões e metrôs devem ter microfone dentro dos earcups. E para se proteger da TV irritante ou de colegas de escritório tagarelas, é melhor escolher fones de ouvido com microfone instalado externamente ou “canceladores de ruído” intra-auriculares.

Os fones de ouvido mais avançados e, portanto, mais caros possuem microfones por fora e por dentro. Às vezes, existem até vários desses microfones e, se o fabricante não cometeu nenhum erro, o efeito é incrível. Quase como estar em uma câmara anecóica. Decida de qual ruído você vai se livrar primeiro. Isso ajudará a resolver o problema sem comprar modelos multimicrofones ultracaros.

Detalhes técnicos de tais dispositivos

Fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo, do ponto de vista técnico, são uma coisa simples, mas possuem características próprias. Alguns fabricantes, por exemplo, incorporam um recurso que permite ouvir os sons ao redor sem remover os fones de ouvido. Os microfones externos passam a funcionar em modo reverso, ou seja, transmitem todos os sons externos para os fones de ouvido, podendo, por exemplo, conversar com uma pessoa sem retirar os fones de ouvido, ou ligar o som para ouvir um anúncio soando em um avião .

Os fabricantes de fones de ouvido Hi-Fi estão transformando fones de ouvido com cancelamento de ruído em modelos ativos. Eles já possuem um amplificador embutido com potência, resta torná-lo de alta qualidade e tornar o sistema de supressão de ruído comutável. Como resultado, teremos também a função de fones de ouvido ativos, que serão igualmente fáceis de coordenar com qualquer smartphone ou player, já que não dependem da potência do amplificador embutido neles. Leia as especificações com atenção. Alguns fones de ouvido com cancelamento de ruído receberam uma função de modo ativo não adicional, mas em vez do modo passivo usual.

Quais são as desvantagens dos fones de ouvido com cancelamento de ruído?

Em primeiro lugar, apenas os fones de ouvido mais caros e de alta tecnologia são capazes de criar algo semelhante para completar o silêncio. A maioria dos sistemas de redução de ruído são eficazes apenas em parte da faixa de frequência audível. Por exemplo, em um avião você não ouvirá um zumbido, mas será capaz de entender a fala do seu interlocutor sem tirar os fones de ouvido ou, ao contrário, a voz será pouco distinguível, mas o ruído de alta e baixa frequência será perturbar sua audição.

Em segundo lugar, muitas vezes fones de ouvido são barulhentos. Sim, sim, isso mesmo: os canceladores de ruído fazem barulho. O circuito de cancelamento de ruído é essencialmente um amplificador que pode gerar ruído de alta frequência que varia de quase inaudível em modelos de última geração a um chiado audível em modelos de gama baixa.

Terceiro, - mudança no caráter sonoro. A maioria dos fones de ouvido com cancelamento de ruído possui um botão para desligar e é capaz de operação passiva. Portanto, fones de ouvido com redução de ruído ativada e desativada são dois modelos completamente diferentes em termos de caráter sonoro.

Em quarto lugar, este nutrição. Todos os fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo são recarregáveis ​​ou funcionam com bateria. Mesmo se você usar bateria móvel, capaz de recarregar qualquer gadget a uma altitude de 10.000 metros acima do solo, são recomendados modelos com baterias substituíveis (geralmente estamos falando de baterias AA ou AAA “tipo dedo” padrão). Carregar a bateria integrada leva tempo, mas você pode simplesmente substituir as baterias e continuar usando os fones de ouvido.

Com exceção dos modelos caros, os fones de ouvido com cancelamento de ruído são um compromisso entre conforto acústico e qualidade de som em favor do primeiro.

A questão da utilidade dos fones de ouvido com cancelamento de ruído, em nossa opinião, tem uma resposta clara. Se você pelo menos às vezes voa de avião ou está em uma sala barulhenta, isso é definitivamente necessário. Numa vida urbana agitada, o silêncio é uma substância extremamente valiosa. Psicólogos e médicos afirmam que é útil e até necessário para a saúde.

Este exemplo demonstra o uso de filtros adaptativos para atenuar o ruído acústico em sistemas ativos de redução de ruído.

Cancelamento de ruído ativo.

Sistemas de controle ativo de ruído são utilizados para atenuar ruídos indesejados que se propagam pelo ar por meio de dispositivos eletroacústicos: dispositivos de medição (microfones) e excitadores de sinal (alto-falantes). O sinal de ruído geralmente vem de algum dispositivo, como uma máquina rotativa, e é possível medir o ruído próximo à sua fonte. O objetivo de um sistema de redução de ruído ativo é criar um sinal "anti-ruído" usando um filtro adaptativo que atenuará o ruído em uma área silenciosa específica. Este problema difere da redução de ruído adaptativa convencional porque: - o sinal de resposta não pode ser medido imediatamente, mas apenas a sua versão atenuada está disponível; - ao adaptar, o sistema de redução de ruído ativo deve levar em consideração o erro secundário de propagação do sinal dos alto-falantes para o microfone.

As tarefas de redução ativa de ruído são discutidas com mais detalhes no livro de S.M. Kuo e D.R. Morgan, "Sistemas Ativos de Controle de Ruído: Algoritmos e Implementações DSP", Wiley-Interscience, Nova York, 1996.

Caminho de propagação secundária.

O caminho de propagação secundário é o caminho que o sinal anti-ruído percorre da saída do alto-falante até o microfone de medição de erros localizado na área silenciosa. Os comandos a seguir descrevem a resposta ao impulso de um caminho alto-falante-microfone com largura de banda limitada de 160-2000 Hz e comprimento de filtro de 0,1 s. Para esta tarefa de redução ativa de ruído, usaremos uma taxa de amostragem de 8.000 Hz.

Fs = 8e3; % 8 KHz N = 800; % 800 contagens a 8 kHz = 0,1 segundo Fluxo = 160; % frequência de corte inferior: 160 Hz Falto = 2000; % frequência de corte superior: 2.000 Hz atrasoS = 7; Ast = 20; % de supressão 20 dB Nfilt = 8; % ordem de filtro % Crie um filtro passa-banda para simular um canal com banda limitada% largura de banda Fd = fdesign.bandpass("N,Fst1,Fst2,Ast" ,Nfilt,Flow,Fhigh,Ast,Fs); Hd = design(Fd,"cheby2" ,"FilterStructure" ,"df2tsos" ,... "SystemObject" ,true); % Filtragem de ruído para obter resposta ao impulso do canal H = passo(Hd,); H = H/norma(H); t = (1:N)/Fs; plot(t,H,"b" ); xlabel("Hora, s"); rótulo( "Valores de probabilidades"); título( "Resposta ao impulso do caminho de propagação do sinal secundário");

Determinação da via secundária de propagação.

A primeira tarefa de um sistema ativo de redução de ruído é determinar a resposta ao impulso do caminho de propagação secundário. Esta etapa geralmente é executada antes da redução de ruído usando um sinal aleatório sintetizado reproduzido pelos alto-falantes na ausência de ruído. Os comandos abaixo geram um sinal aleatório com duração de 3,75 segundos, bem como um sinal medido pelo microfone com erro.

NtrS = 30.000; s = randn(ntrS,1); % síntese de sinal aleatório Hfir = dsp.FIRFilter("Numerador" ,H."); dS = passo(Hfir,s) + ... % de sinal aleatório passado pelo canal secundário 0,01*randn(ntrS,1); % ruído do microfone

Crie um filtro para avaliar o caminho de propagação secundário.

Na maioria dos casos, para controlar adequadamente o algoritmo, a duração da resposta do filtro que estima o caminho de propagação secundário deve ser menor que o próprio caminho secundário. Usaremos um filtro de ordem 250, que corresponde a uma resposta ao impulso de 31 ms. Qualquer algoritmo de filtragem FIR adaptativo é adequado para esse propósito, mas o algoritmo LMS normalizado é normalmente usado devido à sua simplicidade e robustez.

M = 250; muS = 0,1; hNLMS = dsp.LMSFilter("Método" ,"LMS normalizado" ,"StepSize" , muS,... "Comprimento" , M); = passo(hNLMS,s,dS); n = 1:ntrS; gráfico(n,dS,n,yS,n,eS); xlabel("Número de iterações"); rótulo( "Nível de sinal"); título( "Identificação de um caminho de propagação secundário com o algoritmo NLMS"); lenda( "Sinal esperado","Saída de sinal","Sinal de erro" );

Precisão da estimativa resultante.

Como a resposta ao impulso do caminho secundário é estimada com precisão? Este gráfico mostra os coeficientes do caminho real e do caminho calculado pelo algoritmo. Apenas o final da resposta ao impulso resultante apresenta imprecisões. Este erro residual não prejudicará o desempenho do sistema ANC enquanto ele estiver trabalhando na tarefa selecionada.

Plotar(t,H,t(1:M),Hhat,t,); xlabel("Hora, s"); rótulo( "Valores de probabilidades"); título( "Determinação da resposta ao impulso do caminho de propagação secundário"); lenda( "Válido", "Avaliado" , "Erro" );

O principal caminho de propagação do sinal.

O caminho do ruído a ser suprimido também pode ser descrito usando um filtro linear. Os comandos a seguir geram uma resposta de impulso do caminho fonte de ruído-microfone com uma largura de banda limitada de 200-800 Hz e um tempo de resposta de 0,1 s.

AtrasoW = 15; Fluxo = 200; % frequência de corte inferior: 200 Hz Falto = 800; % frequência de corte superior: 800 Hz Ast = 20; % de supressão 20 dB Nfilt = 10; % ordem de filtro % Crie um filtro passa-banda para simular a resposta ao impulso com % banda limitada Fd2 = fdesign.bandpass("N,Fst1,Fst2,Ast" ,Nfilt,Flow,Fhigh,Ast,Fs); Hd2 = design(Fd2,"cheby2" ,"FilterStructure" ,"df2tsos" ,... "SystemObject" ,true); % Filtragem de ruído para obter resposta ao impulso G = passo(Hd2,); G = G/norma(G); plot(t,G,"b" ); xlabel("Hora, s"); rótulo( "Valores de probabilidades"); título( "Resposta ao impulso do caminho de propagação primário");

Supressão de ruído.

Uma aplicação típica do cancelamento de ruído ativo é abafar o som de máquinas rotativas devido às suas propriedades irritantes. Aqui geraremos artificialmente ruído que poderia vir de um motor elétrico convencional.

Inicialização do sistema.

O algoritmo mais comum para sistemas de redução de ruído ativo é o algoritmo LMS com filtragem adicional do sinal de saída do filtro antes de gerar um sinal de erro (algoritmo Filtered-x LMS). Este algoritmo usa estimativa do caminho de propagação secundário para calcular um sinal de saída que é destrutivo para ruídos indesejados na área do sensor de medição de erro. O sinal de referência é uma versão ruidosa do som indesejado medido próximo à sua fonte. Usaremos um filtro controlado com tempo de resposta de cerca de 44 ms e passo de ajuste de 0,0001.

% Filtro FIR usado para modelar o caminho de propagação primário Hfir = dsp.FIRFilter("Numerador",G."); % Filtro adaptativo implementando o algoritmo Filtered-X LMS eu = 350; mW = 0,0001; Hfx = dsp.FilteredXLMSFilter("Comprimento" ,L,"StepSize" ,muW,... "SecondaryPathCoefficients" ,Hhat); % Síntese de ruído usando ondas senoidais A = [0,01 01 02 02 02 03 04 03 02 01 07 02 01]; La = comprimento(A); F0 = 60; k = 1:La; F = F0*k; fase = rand(1,La); % fase inicial aleatória Hsin = dsp.SineWave("Amplitude" ,A,"Frequência" ,F,"PhaseOffset" ,fase,... "SamplesPerFrame" ,512,"SampleRate" ,Fs); % Player de áudio para reproduzir os resultados do algoritmo Hpa = dsp.AudioPlayer("SampleRate" ,Fs,"QueueDuration" ,2); % Analisador de espectro Hsa = dsp.SpectrumAnalyzer("SampleRate" ,Fs,"OverlapPercent" ,80,... "SpectralAverages" ,20,"PlotAsTwoSidedSpectrum" ,false,... "ShowLegend" ,true);

Simulação do sistema de redução ativa de ruído desenvolvido.

Aqui simularemos o funcionamento de um sistema ativo de redução de ruído. Para destacar a diferença, a redução de ruído será desativada nas primeiras 200 iterações. O som no microfone antes da supressão representa o “uivo” característico dos motores industriais.

O algoritmo resultante converge aproximadamente 5 s (simulado) após ligar o filtro adaptativo. Comparando os espectros do sinal de erro residual e do sinal ruidoso original, pode-se observar que a maioria dos componentes periódicos foram suprimidos com sucesso. Contudo, a eficácia da redução de ruído estacionária pode não ser uniforme em todas as frequências. Isso geralmente acontece em sistemas reais usados ​​para tarefas de controle ativo de ruído. Ao ouvir o sinal de erro, o irritante “uivo” é significativamente reduzido.

para m = 1:400 s = passo(Hsin); % geração de sinusóides com fase aleatória x = soma(s,2); % de geração de ruído adicionando todas as sinusóides d = passo(Hfir,x) + ... % de propagação de ruído através do canal primário 0,1*randn(tamanho(x)); % adição de ruído acompanhando o processo de medição se eu<= 200 % desabilita a redução de ruído nas primeiras 200 iterações e=d; outro % ativar algoritmo de redução de ruído xhat = x + 0,1*randn(tamanho(x)); = passo(Hfx,xhat,d); etapa final(Hpa,e); % de reprodução do sinal de saída passo(Hsa,); % espectro dos sinais originais (canal 1) e atenuados (canal 2) liberação final (Hpa); % silenciar alto-falantes liberar(Hsa); % desativar analisador de espectro Aviso: a fila foi esgotada em 3.456 amostras. Tente aumentar a duração da fila, o tamanho do buffer ou a taxa de transferência.

Hoje, o mercado oferece uma variedade de modelos de fones de ouvido, entre os quais você pode escolher desde modelos chineses baratos até produtos caros. Além disso, o seu custo depende em grande parte da componente técnica. A maioria dos fones de ouvido fechados A tecnologia de redução de ruído ativa é usada. Há rumores de que causa dores de cabeça ao ouvir música por muito tempo.

Um pouco de história

Vale a pena considerar a história e o princípio de funcionamento do sistema ativo de redução de ruído. A música permite que a pessoa relaxe, enfrente emoções fortes, acompanha a pessoa ao longo da vida. Os fabricantes começaram a pensar na música portátil em meados do século passado, então em 79 a Sony criou um toca-fitas. Em poucos anos, este dispositivo foi reconhecido como a maior invenção da empresa. Em 84 foi criado o primeiro CD player e já em 98 foram disponibilizados aos usuários tocadores de MP3, que ainda hoje são utilizados. O desenvolvimento desta indústria não pode ser caracterizado sem falar dos fones de ouvido, pois proporcionam um som de boa qualidade.

O sistema ativo de redução de ruído iniciou sua história na década de quarenta do século passado.. Foi então que o inventor Paul Luge patenteou um estudo que descrevia o princípio de funcionamento das ondas senoidais. Em 1950, Lawrence Vogel usou um sistema de supressão de ruído em um helicóptero e um avião. Esse sistema começou a ser usado em fones de ouvido em 1957, quando Willard Meeker conseguiu cortar ruídos de 50 a 500 Hz. Já na década de 80 começaram a ser produzidos fones de ouvido para aviação, eles utilizavam essa tecnologia.

Como funciona o sistema de redução de ruído?

Se considerarmos o princípio de funcionamento do ASP, os especialistas descrevem-no de forma bastante simples. Cada som individual é uma onda, o que significa que pode ser refletido. E esta onda invertida anulará completamente a original. Se tomarmos o exemplo dos fones de ouvido que utilizam o sistema, os microfones ficarão localizados em seu interior. Destinam-se a medir o nível de ruído gerado. Portanto, o sinal sonoro recebido é convertido em uma onda invertida, após a qual é transmitido ao alto-falante principal. Aqui, a antifase ao ruído funciona, enquanto a música não é prejudicada como um sinal útil, devido a isso o ruído é removido.

Eficácia do sistema de cancelamento de ruído ativo

Em primeiro lugar, deve-se dizer que tal sistema não funciona bem em toda a faixa de frequência, mas sim no intervalo de aproximadamente 100 a 1 KHz. Nesta área, bons modelos de fones de ouvido podem fornecer redução de ruído de até -30 dB. Na faixa de som mais baixa, até 100 Hz, uma pessoa percebe as vibrações sonoras não tanto com os ouvidos, mas com o corpo, e os fones de ouvido, não importa o nível de compensação que forneçam, não o salvarão do ruído.

Acima de 1 kHz o sistema pode até adicionar um pouco de ruído. Porém, este não é um zumbido de rua, mas um “silvo” uniforme e calmo, e também muito silencioso -
Só pode ser ouvido em um ambiente muito calmo.


Na faixa de 100-1000 Hz, sujeita a implementação de alta qualidade, a “redução de ruído” é bastante capaz de reduzir significativamente a pressão sonora do ambiente. Com bons fones de ouvido com cancelamento de ruído, é bem possível sentir que você está em uma sala silenciosa e deserta em uma rua barulhenta.

Em alguns modelos, a redução de ruído funciona de maneira surpreendente. Esta é, por exemplo, a nova linha Bose e os modelos mais antigos da Sony, especialmente o MDR-1000x: você coloca fones de ouvido e a princípio se recusa a acreditar no que está ouvindo.

Modelos como Sennheiser Momentum 2.0 Wireless, Parrot Zik e todos os tipos de Beats fazem um ótimo trabalho na eliminação de ruídos. Ao mesmo tempo, em muitas opções orçamentárias “sem nome”, a “redução de ruído” pode estar presente apenas nominalmente, e o efeito de seu trabalho tende a zero.

Por que minha cabeça dói?

Muitas pessoas acreditam que o uso de tal sistema torna a música melhor e a experiência auditiva mais confortável. Mas não é assim. As pessoas começaram a usar ativamente esses dispositivos, à medida que fones de ouvido com sistemas ativos de redução de ruído estão se tornando cada vez mais populares. Ao mesmo tempo, o mercado oferece produtos de diversas categorias de preços, incluindo os plugues usuais e os modelos full size. Você precisa entender que a tecnologia não pára, o sistema está sendo aprimorado e a qualidade do som da música está melhorando constantemente. Os fabricantes também estão tentando promover dispositivos com essa tecnologia tomando diversas decisões de marketing. Mas alguns compradores são forçados a recusar tal compra, apesar da qualidade do som. Isso se deve ao fato de não tolerarem cancelamento de ruído ativo. Para algumas pessoas, o corpo reage à ausência de sons estranhos e ao som cristalino da música com dor de cabeça. Os fones de ouvido parecem perfeitos, mas esse efeito pode ocorrer por diversos motivos.

1. O efeito de balançar em um navio. Se você está familiarizado com o enjôo, se tem dificuldade em estar em navios, então você pode se encontrar na categoria de pessoas que não toleram ASN (sistema de cancelamento de ruído ativo). Você pode representar apenas 7% de todos os usuários, mas é provável que você seja uma dessas pessoas. A ideia é que ao usar esses fones de ouvido você esteja enganando seu cérebro, assim como quando está em um navio. Você anda pela rua e vê transeuntes, trânsito barulhento, vento forte. Os órgãos da visão transmitem ao cérebro a informação de que você está do lado de fora, mas os órgãos da audição não transmitem ruído devido ao uso do sistema. É por isso que o cérebro fica confuso, por isso aparecem mal-estar e dores de cabeça.
2. Estímulo monótono. Tendo entendido o princípio de funcionamento do sistema, vale ressaltar que para cada ação existe uma reação. Como resultado do funcionamento do sistema, os fabricantes conseguem eliminar ruídos e permitir que o ouvinte fique totalmente imerso na música. Mas é preciso levar em conta o fato de que neste caso os órgãos sonoros serão afetados por ondas sonoras monótonas. E o cérebro humano está sintonizado exclusivamente para receber uma variedade de sons. Vale ressaltar as peculiaridades do sistema nervoso, que pode reagir negativamente a um som tão puro. Devido às características do corpo, podem ocorrer náuseas e dores de cabeça durante a utilização do sistema. No entanto, é impossível prever quem está predisposto a tais consequências e quem não está.
3. O silêncio não é a chave para a paz. Fabricantes conhecidos testam os dispositivos que criam em organizações especiais. A pesquisa é realizada em salas especiais, as chamadas salas absolutamente silenciosas. Quase todos os sons estranhos são bloqueados nos quartos. Isso cria condições ideais para testar equipamentos. Mas os especialistas consideram que o silêncio absoluto não contribui para um estado de calma do corpo.

   Se uma pessoa se encontrar em tal sala, será assombrada por um sentimento de ansiedade. Dentro de alguns minutos ele começará a ouvir o guincho de um mosquito e o ronco de seu próprio estômago. Apenas cinco minutos nessas condições são suficientes para que o corpo entre em estado de ansiedade e inquietação. Estudos mostraram que uma pessoa não pode passar mais de 45 minutos em tal sala. Embora a utilização dos sistemas não crie silêncio absoluto porque a música está a tocar, o princípio de funcionamento do sistema afecta o conceito de silêncio absoluto. Afinal, ao usar esses fones de ouvido, a pessoa ouve apenas música. É por isso que as pessoas podem sentir dores de cabeça e náuseas ao usar dispositivos.

4. Efeitos de graves negativos. Ao criar música, todas as frequências são divididas em altas, médias e baixas. O sistema utilizado nos fones de ouvido foi projetado para excluir todas as frequências baixas, que constituem o ruído da rua. Existe o risco do sistema de “suprimir” o sinal sonoro útil, ou seja, a música. Uma onda sonora criada em antifase é rica em baixas frequências. Como se sabe, eles podem afetar o líquido, causando vibrações correspondentes, mas também podem afetar o aparelho vestibular, que é preenchido com um líquido especial - a endolinfa; Por esse motivo, graves potentes em uma determinada frequência podem causar dores de cabeça.
5. Falhas de design também podem causar dores de cabeça. Se o arco do fone de ouvido estiver muito apertado, poderá causar irritação e dores de cabeça. Este é um problema geral com fones de ouvido que não se aplica especificamente ao cancelamento de ruído ativo. Os produtos devem ser segurados na cabeça, por isso não devem ser muito fracos, caso contrário não aguentarão. Mas não devem ser muito apertados, pois a tensão constante pode causar aumento da pressão. Depois de apenas algumas horas ouvindo música nesses fones de ouvido, sua cabeça começará a doer e você também poderá sentir náuseas.

O que considerar ao comprar fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo

Esses fones de ouvido apresentam uma série de vantagens que os tornam únicos e modernos. Isso inclui conforto ao ouvir as faixas e um alto nível de detalhes sonoros. Ao mesmo tempo, é observado um nível de volume seguro que não afeta negativamente a saúde dos órgãos auditivos. Mas todos esses pontos não são garantia de que o corpo responderá positivamente à ASP. Se você não quer reclamar de dor de cabeça, experimente primeiro os fones de ouvido de amigos ou conhecidos. Isso eliminará o impacto negativo do sistema em seu corpo e estado geral; para isso, você precisará ouvir música em fones de ouvido por cerca de 2,5 horas.

Qual é o resultado?

Fones de ouvido com redução de ruído ativa são uma ferramenta conveniente para ouvir música com conforto em uma cidade moderna. Eles são adequados para quem está acostumado a não se desfazer de sua rádio ou playlist favorita, mas ao mesmo tempo sente desconforto com “gotículas” nos ouvidos. Eles também vão agradar a quem trabalha em ambientes barulhentos, anda muito na rua ou anda de metrô. Ao mesmo tempo, você não precisa ouvir música constantemente - você pode simplesmente ligar o sistema de redução de ruído e ficar em silêncio, enquanto está no meio de uma metrópole barulhenta.

Em geral, prevê-se um desenvolvimento ativo para o segmento de fones de ouvido sem fio, e a recusa dos grandes fabricantes de smartphones em usar um conector de áudio de 3,5 mm deve contribuir significativamente para isso. A “redução de ruído” nessas condições pode se tornar uma opção padrão para fones de ouvido sem fio de alta qualidade. Apesar de a implementação de tal sistema em um dispositivo, que a priori possui enchimento eletrônico e baterias, não parecer muito cara

O mercado atual é representado por milhares de modelos de fones de ouvido: desde tampões de ouvido chineses baratos NoName até exclusivos Design final de áudio, custando mais $8 000 . Os preços são determinados pelas necessidades e tecnologia do cliente. Hoje falaremos sobre a tecnologia de redução de ruído ativa instalada na maioria dos fones de ouvido fechados e, o mais importante, descobriremos as causas das dores de cabeça ao ouvir esses “ouvidos” por muito tempo.

Sistema ativo de redução de ruído. História e princípio de funcionamento

A música há muito se tornou a companheira mais confiável do homem. Para qualquer humor, estado, emoções e experiências há sempre uma melodia que pode aquecer a alma, o coração e os pensamentos. Os fabricantes começaram a pensar na música portátil em meados do século passado. Em 1979 a empresa Sony lançou o primeiro toca-fitas portátil Walkman TPS-L2. Várias décadas depois, este desenvolvimento foi reconhecido como uma das maiores invenções da empresa. Em 1984, o fabricante japonês, acompanhando os tempos, lançou o primeiro CD player Sony Discman D50. No verão de 1998, o primeiro leitor de MP3 apareceu no mercado - MPMan F10, com capacidade de 32 MB. E durante todo esse tempo, a evolução dos tocadores foi acompanhada pelo desenvolvimento de fiadores de alta qualidade e bom som - os fones de ouvido.

A história do desenvolvimento do sistema ativo de redução de ruído (doravante - SAS) começa no distante 1934 quando o inventor Paulo Lug recebe uma patente que descreve o princípio de cancelamento de sinais senoidais emitidos por um alto-falante. Em 1950 Lawrence Vogelé pioneira no uso de sistemas de supressão de ruído em cockpits de helicópteros e cabines de aeronaves.

Eu peguei os fones de ouvido SAS de volta 1957 ano em que Willard Meeker no modelo funcional de fones de ouvido apresentado, consegui cortar o ruído na faixa de áudio de 50 a 500 Hz. O primeiro modelo de produção de fones de ouvido com sistema de redução de ruído ativo foi apresentado pela empresa Bose no final dos anos 80 e foi utilizado na aviação.

Bose Quiet Comfort: o começo

O princípio de funcionamento do SAS, do ponto de vista físico, é muito simples. Qualquer som é representado por uma onda, o que significa que você pode criar sua imagem espelhada - uma onda invertida, que anulará completamente a original.

Os fones de ouvido, equipados com sistema de redução de ruído ativo, contêm microfones. Sua tarefa é medir o nível de ruído ambiente. O sinal sonoro recebido de fora é convertido em onda invertida e transmitido ao alto-falante principal. A nova onda está ativa em antifase(menos o sinal útil - música) ao ruído e, assim, reduz seu som a zero.

Dor de cabeça

Parece que o uso da tecnologia de supressão ativa de ruído deve melhorar significativamente a vida dos ávidos amantes da música que não conseguem imaginar ir para o trabalho, caminhar ou recreação ativa sem fones de ouvido enrolados na cabeça, impulso musical e ritmo. O número de modelos equipados com SAS é válido. O mercado oferece fones de ouvido em uma ampla variedade de categorias de preços e formatos: desde fones de ouvido compactos e baratos até monitores de estúdio pesados. O sistema de redução de ruído está melhorando a cada dia, a qualidade da reprodução de música está aumentando, os fabricantes estão encontrando novas e novas soluções de marketing para popularizar os fones de ouvido com o sistema Cancelamento de ruído. Mas há uma categoria de pessoas que, apesar de toda a sua atitude positiva em relação ao som portátil, são forçadas a abandonar todas as vantagens tecnológicas dos “auscultadores perfeitos” por uma simples razão - intolerância ao sistema de cancelamento de ruído ativo.

As realidades do mercado atual são significativamente diferentes daquelas de apenas 10 a 15 anos atrás. Antes de ir à loja, o comprador estuda cuidadosamente as resenhas, resenhas e relê uma dúzia ou duas resenhas, e só então decide comprar.

Entre as análises dedicadas à categoria de fones de ouvido com sistema de redução de ruído ativo de marcas famosas como a Sony, você encontrará muitos aspectos positivos. Sim, os fabricantes realmente fizeram muito para garantir que os fones de ouvido não apenas soassem bem, mas também se ajustassem confortavelmente e tivessem um design interessante. Leia as falas com mais atenção e você verá que uma pequena porcentagem de proprietários felizes reclama de constantes dores de cabeça e náuseas ao usar fones de ouvido com ASP. O que são: avaliações personalizadas de partes concorrentes ou uma realidade que nem todos enfrentam? Então, por que você fica com dor de cabeça ao usar fones de ouvido aparentemente perfeitos que permitem desfrutar de um som cristalino sem ruídos estranhos?

Razão um: quando o mar está agitado.

Se pelo menos uma vez na vida você experimentou toda a amargura de uma condição deplorável, que vem acompanhada de enjôo, apresso-me em incomodá-lo. Você pode estar na categoria de azar 5-7% pessoas para quem os fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo continuarão sendo um avanço tecnológico inútil.

Enjôo e dores de cabeça causados ​​por fones de ouvido ASP têm muito em comum. No momento em que uma pessoa descansa tranquilamente na cabine de um navio, o cérebro entende que o corpo está em repouso. Ao mesmo tempo, o navio balança constantemente nas ondas e esse movimento é captado pelo nosso acelerômetro interno - aparelho vestibular. A endolinfa que se move no canal auditivo irrita as terminações nervosas, que enviam um impulso ao cérebro, deixando claro que o corpo está em estado de movimento. Mas você está reclinado em uma poltrona em uma cabana aconchegante!

Ao colocar fones de ouvido com cancelamento de ruído ativo e sair de casa, você está, sem perceber, enganando seu cérebro. Transeuntes vindo em sua direção, uma estrada barulhenta, o zumbido das rodas, um vento forte - os órgãos da visão pintam claramente o fato de você estar na rua. Mas os órgãos auditivos indicam silêncio total. Essa discrepância confunde o cérebro. Infelizmente, uma dor de cabeça é garantida.

Razão dois: estímulo monótono.

Tendo entendido como funciona o cancelamento de ruído ativo, o vovô Newton teria dito o seguinte: “A força é contraforçada”. Uma batalha tão sólida e processo de interferência como resultado, alcançamos o resultado desejado - eliminamos ruídos ambientais desnecessários e podemos mergulhar completamente na música.

Existe apenas um “mas”. Como resultado desse constante bloqueio de ruído, ondas sonoras monótonas atuam nos tímpanos. Isso não significa que devemos ouvir um zumbido ou qualquer ruído estranho. O cérebro percebe apenas a variedade de tônicos sonoros de uma gravação ou faixa de áudio específica, mas o sistema nervoso... A ação de tais vibrações é o princípio que funciona na base do sistema ativo de redução de ruído e, infelizmente, é impossível para prever qual organismo causará náuseas e dores de cabeça.

Razão três: o silêncio nem sempre é calmo.

Nos institutos de pesquisa e laboratórios envolvidos no estudo do som e das ondas sonoras, existem os chamados “quartos absolutamente silenciosos”. Eles são projetados de tal forma que permitem bloquear até 99,9% todo barulho. É nessas salas que marcas mundialmente famosas testam equipamentos de áudio caros e de alta qualidade.

Imagine que você se encontra em uma sala assim. Depois de alguns segundos, você começará a ouvir o guincho de um mosquito. Alguns minutos depois - um estômago roncando e um coração acelerado. Cinco minutos em silêncio absoluto começarão a criar um estado de ansiedade e excitação no corpo. Nem uma única pessoa poderia ficar mais de 45 minutos em uma sala assim.

Apesar de ao ouvir música em auscultadores com sistema de redução de ruído ativo o silêncio absoluto estar fora de questão, o próprio princípio de funcionamento do ASH cruza-se com aquela mesma “sala absolutamente silenciosa”. Pessoas cujos corpos não estão adaptados a este tipo de fones de ouvido sentirão dores de cabeça e náuseas através 1,5 – 2 horas Operação.

Razão quatro: o baixo é meu inimigo

Dependendo da altura, todas as frequências sonoras durante a equalização são geralmente divididas em: altas, médias e baixas. O sistema de supressão de ruído ativo faz o seu melhor trabalho cortando as baixas frequências, que são o que satura predominantemente o ruído da rua ao nosso redor. A situação é pior com as altas frequências, pois existe o risco de suprimir o sinal sonoro útil representado pela música.

A onda sonora espelhada, reproduzida em antifase para suprimir o ruído ambiente, é saturada com maior precisão baixas frequências. As baixas frequências provocam vibrações máximas quando expostas a líquidos, e se levarmos em conta o fato de que o aparelho vestibular humano está preenchido endolinfa, então as vibrações constantes dos graves estrondosos causam dores de cabeça.

Razão cinco: falha de design

Outra razão pela qual o proprietário de fones de ouvido com sistema de redução de ruído ativo pode sentir dores de cabeça constantemente é que a faixa de cabeça está muito apertada. No entanto, este é um problema comum com fones de ouvido e o próprio SAS dificilmente pode ser responsabilizado por isso.

A característica de design de qualquer fone de ouvido é uma faixa elástica que deve mantê-los na cabeça. A tensão constante na zona temporal leva ao aumento da pressão. Depois de algumas horas de uso desses fones de ouvido “apertados”, ocorrem dores de cabeça e náuseas.

Como evitar compras inúteis

É claro que os fones de ouvido equipados com um sistema de redução de ruído ativo têm uma série de vantagens: conforto ao ouvir música, alto nível de detalhe sonoro e nível de volume seguro. Infelizmente, é impossível prever exatamente como o seu corpo reagirá ao SAS. Antes de doar seu suado dinheiro e depois, literalmente, não reclamar de dor de cabeça, experimente emprestar fones de ouvido equipados com SAS de amigos ou conhecidos. Lembre-se, para entender se o SAS realmente tem um efeito negativo em sua condição, você precisa ouvir fones de ouvido por mais de 2 a 2,5 horas.

Tendo comprado o modelo de fone de ouvido que você gosta, o que se chama “sem olhar”, segundo Artigo 502.º Código Civil da Federação Russa e artigo 25.º Lei da Federação Russa de 7 de fevereiro de 1992 nº 2300-1 “Sobre a Proteção dos Direitos do Consumidor”, você tem 14 dias para devolver mercadorias que não se encaixem “em estilo, cor ou dimensões”, sujeito a todas as condições de armazenamento. Para evitar desentendimentos e recusas de devolução, antes de comprar, releia os artigos acima e consulte um consultor de uma determinada loja.

4,75 de 5, avaliado: 8 )

local na rede Internet O mercado atual é representado por milhares de modelos de fones de ouvido: desde protetores auditivos chineses baratos NoName até o exclusivo Final Audio Design, que custa mais de US$ 8.000. Os preços são determinados pelas necessidades e pela tecnologia do cliente. Hoje falaremos sobre a tecnologia de redução de ruído ativa instalada na maioria dos fones de ouvido fechados e, o mais importante, descobriremos as causas das dores de cabeça ao ouvir esses “ouvidos” por muito tempo. Sistema ativo de redução de ruído. História...

Uma onda sonora é uma onda de compressão e rarefação do ar. Se você usar alto-falantes para criar ondas de mesma frequência e amplitude, mas de fase oposta, elas enfraquecerão umas às outras. Este é o princípio de funcionamento do ANC (Controle Ativo de Ruído), mostrado na Figura 1. A redução ativa de ruído é uma tecnologia que pode reduzir significativamente os níveis de ruído, principalmente se a fonte sonora estiver bem localizada. O ANC apresenta resultados ainda melhores se o espectro de ruído tiver componentes periódicos.

A empresa inovadora Promwad está desenvolvendo sistemas de redução de ruído ativo integrados e escaláveis ​​para diversas aplicações.

Áreas de aplicação dos sistemas ANC

• Ventilação
• Gabinetes de servidor silenciosos
• Janelas e encostas
• Carros e caminhões

Figura 1 - Princípio de funcionamento do ANC

Dispositivos de ventilação, exaustores, compressores

Uma aplicação óbvia para cancelamento de ruído ativo é ventilação- dispositivos de ventilação, exaustores, compressores. Os sistemas de ventilação mecânica são ruidosos, o que pode ter um impacto negativo nas pessoas que passam longos períodos de tempo nessas áreas. Um exemplo de tal espaço seriam salas “limpas”, onde as pessoas têm de trabalhar durante longas horas seguidas. O princípio da redução ativa de ruído foi proposto há muito tempo, em 1936, por P. Leug, mas naquela época não era tecnicamente possível aplicar o sistema ANC no sentido moderno, e até recentemente o problema do ruído da ventilação foi resolvido apenas instalando estruturas de absorção de som, telas sonoras e vários ressonadores. Atualmente estamos desenvolvendo um sistema ANC escalonável para ventilação.

Este trecho de áudio mostra o resultado de uma simulação do sistema ANC. A princípio está desligado, o ruído do ventilador é claramente audível. Então o sistema é ligado e o ruído diminui - os componentes periódicos desaparecem do espectro. No exemplo apresentado não foi modelado o isolamento acústico passivo, o que pode melhorar ainda mais o resultado.

Gabinetes de servidor silenciosos

Gabinetes de servidor silenciosos- outro produto popular onde o sistema ANC pode ser usado com sucesso em conjunto com meios passivos de isolamento acústico. Esta simbiose dos dois princípios é mais eficaz porque o ruído é atenuado em toda a faixa de frequência: o ANC é mais eficaz na região de baixa frequência e o isolamento acústico passivo é mais eficaz na região de média e alta frequência. De modo geral, o isolamento acústico passivo pode ser eficaz na faixa de baixa frequência, mas a espessura do material à prova de som deve ser de pelo menos metade do comprimento de onda. Por exemplo, para um zumbido com frequência de 50 Hz, o isolamento acústico eficaz requer uma camada de material com cerca de 3 metros de espessura, o que é um requisito irreal para um gabinete de servidor. E o sistema ANC é muito mais compacto, e também não interfere no fluxo de ar para ventilação do conteúdo do gabinete.

Janelas com vidros duplos e encostas

Uma área promissora de aplicação para ANC é janelas com vidros duplos e encostas. Se a casa estiver localizada perto de uma rodovia, o ruído constante pode afetar negativamente a saúde dos moradores. Portanto, nossos planos imediatos incluem a adaptação do ANC para instalação em janelas com vidros duplos e janelas inclinadas. É difícil superestimar a popularidade dessas janelas - vale a pena imaginar uma noite de verão em que você não consegue abrir a janela por causa do barulho da rua e não quer dormir com o ar condicionado ligado.

Redução de ruído em carros

Desenvolvimento ANC para uso em carros, carros e caminhões- um dos nossos objetivos imediatos. O ruído em um carro vem principalmente do ruído dos pneus na superfície da estrada e é transmitido através da suspensão e da carroceria. A dificuldade dos sistemas de supressão é a necessidade de posicionar os alto-falantes de forma que a onda sonora deles interfira com o ruído ambiente nas áreas onde as pessoas estão localizadas. Pretendemos desenvolver um sistema tanto para implementação por grandes montadoras quanto para customizadores.

Especificações:

• Número de alto-falantes de compensação: 1-8
• Número de microfones/sensores não acústicos: 2-16
• Faixa de frequência operacional: 20 Hz - 1000 Hz
• Nível de atenuação periódica: 25 dB

Quer implementar tecnologias de redução de ruído no seu projeto?
conosco, responderemos ao seu.